L'os cellulaire d'un poisson téléostéen, Anguilla anguilla L

Z. Zellforsch. 117, 176--190 (1971) �9 by Springer-Verlag 1971

L'os cellulaire d'un poisson t615ost6en, Anguilla anguilla L. I I I . E t u d e h i s t o l o g i q u e e t h i s t o p h y s i q u e a u c o u r s d e l a m a t u r a t i o n p r o v o q u 6 e

p a r i n j e c t i o n s d ' e x t r a i t h y p o p h y s a i r e de C a r p e

E . L o r r z * e t E . MARTELLu

Laboratoire de Physiologie g6n6rale et compar6e, Mus6um national d 'Histoire naturelle, Laboratoire d'Endocrinologie compar6e associ6 au C.N.R.S., Paris, France.

Ins t i tu t de Morphologie de la Facult6 de M6decine, Genbve, Suisse

l%e~u le 17 F6vrier, I971

H i s t o l o g i c S t u d y o n t h e Ce l lu la r B o n e of t h e E e l (Anguilla anguilla L.) d u r i n g

S e x u a l M a t u r a t i o n

I I I . Histological and Histophysieal Study during Maturat ion Induced by Injections of Carp Pi tu i ta ry Ext rac t

Summary. Carp pi tui tary extract injected in the eel (Anguilla anguilla L.) induces sexual matura t ion together with hypercalcaemia and hyperphosphataemia. The bone of animals killed during the laying period or several weeks later show numerous modifications:

1. A marked proliferation of osteoclasts concomitant with significantly enlarged resorption surfaces. The surfaces lined with osteoblasts are not changed.

2. An increase of the number of osteocytes showing an osteolytic act ivi ty (osteolysis). 3. A reduction of mineralization (amount of mineral substance per cm 3 of hone) of the

intercellular substance without histological modifications of the organic matrix. This pheno- menon is called "Halas tas i s" . Amorphous calcium phosphate and crystalline apat i te constitu te the mineral of the bone. A par t of the amorphous calcium phosphate fraction leaves the organic matrix, it is the unstable phase of the calcium.

Osteoclastic resorption, in part , and halastasie demineralization are stopped by the remo- val of the corpuscles of Stannius before the sexual maturat ion.

Some effects which equal those caused by PT H on mammalian bone, are induced by injections of Carp pituitary, bu t a parathyroid gland is absent in fish. In this experiment hypercalcaemia stimulates the ul t imobranchial body. The action of other hormones on bone metabolism, in this ease, is discussed.

Key.Words: Cellular Bone - - Teleost - - Osteoclasis - - Osteolysis - - Halastasis.

Rdsumd. La matura t ion de l 'Anguille (Anguilla anffuiUa L.) obtenue par injections r6p6- t6es d 'hypophyse de Carpe provoque une tr~s importante hypercalc6mie et hyperphosphat6- mie. Chez des animaux sacrifi6s soit au moment de la ponte, soit apr6s la. ponte, nous observons au niveau du tissu osseux de profondes modifications:

1. Une prolif6ration intense des ost6oclastes se t raduisant par une augmentat ion consi- d6rable des surfaces osseuses en r6sorption, alors que les surfaces bord6es d'ost6oblastes ne var ient pas.

2. Un accroissement du nombre des ost6ocytes ost6olytiques c'est-s des ost6ocytes induisant une lyse du tissu osseux qui les entoure.

3. Une fuite des sels de calcium sans destruction de la matrice osseuse; ce ph6nom~ne est appel6 ((I-Ialastasie ~). Cette d6min6ralisation diffuse est provoqu6e par le fair qu 'une part ie du phosphate de calcium amorphc qui, avec l 'apat i te cristalline, cons t rue le min6ral osseux, quit te la t rame organique.

* Nous remercions Monsieur le Professeur C. A. Baud dans le laboratoire duquel nous avons r6alis4 une part ie de ce travail et qui a bien voulu nous aider pour l ' interpr6tat ion des r6sultats, ainsi que le Docteur H. S. Lee pour sa collaboration.

L'os de l'Anguille au cours de la maturation exp6rimentale 177

L'ablation des corpuscules de Starmius (effectu6e avant la maturation) freine, en partie, la r6sorption ost6oclastique et supprime la d6min6ralisation halastasique.

La maturation exp6rimentale induit dans l'os de l'Anguille certains effets comparables ceux provoqu6s par la parathormone dans l'os de Mammif6re, mais il n 'y a pas de parathy-

roides chez les Poissons. Au cours de cette exp6rience l'hypercalc6mie provoque une forte sti- mulation du corps ultimobranchial. La mise en jeu probable d'autres hormones dans l'ensemble de ces ph6nom6nes est discut6e.

Introduction

L 'ac t i on exerc6e pa r les gonades, sur le m6tabol i sme calcique des Poissons, a 6t6 raise en 6vidence d~s 1937 pa r Vernon; celui-ci signale, en ce qui concerne ]e Saumon, que la calc6mie est plus 61ev6e chez les TO que chez les ~ an m o m e n t de la reproduct ion . Fon ta ine et al. (1950) chez le Saumon de mont6e Salmo salar, Oguri e t T a k a d a (I966) chez le Cypr in ~ m a t u r e conf i rment ce fair. De plus chez de nombreuses esp~ces de T616ost6ens, l ' in jec t ion d 'oestrog~nes p rovoque une augmen ta t ion de la calc6mie (Bailey, 1957; F leming et Meier, 1961; Clark, 1963; F l eming et al., 1964; C h a n e t Chester Jones, 1968; Woodhead , 1969). Lors de la m a t u r a t i o n exp6r imenta le de l 'Angui l le ~, Fon ta ine et al. (1964) observent une augmen ta t i on consid6rable de la calc6mie et de la phospha t6mie s ' a c c o m p a g n a n t de d6format ions du squele t te ; Tchernavin (1938--1940) ava i t d6j~ remarqu6 que, chez le Saumon f f ayan t , les r eman iemen t s a f fec tan t la m~choire s ' a ccompagna ien t d ' u n accroissement de la r6sorpt ion osseuse dans d ' au t r e s par t ies du squelet te . Nous avons, cn cons6quence, entrepr is l '6 tude his tologique et h i s tophys ique de l 'os ver t6bra l d 'Angui l lcs condui tes ~ m a t u r a t i o n p a r in ject ions d ' e x t r a i t hypo- physa i re de Carpe.

Materiel et M~thodcs

A. Matdriel Un lot d'Anguilles ~ tr~s argent6es sont amen6es s maturation par injections r6p6t6es

d'extrait hypophysaire de Carpe. Maintenues en eau de mer pendant toute la dur6e de l'ex- p6rience, elles subissent suivant un protocole d6js d6crit (Fontaine et al., 1964) le traitement suivant:

1) 8 Anguilles re~oivent des injections r6guli6rement espac~es de 0,5 mg puis de 1 mg/100g de poids d'extrait d'hypophyse de Carpe, ceci pendant environ 3 mois (jusqu'~ l'obtention des premiers signes de complete maturation: ventre gonfl6 et tr~s argent6, t~te effil6e, gonflement du pore g6nital). La dose totale d'hypophyse de Carpe injectte s chaque animal est de 129,20 mg. Leur RGS au moment du sacrifice est compris entre 25 et 40%.

6 Anguilles de ce lot furent sacrifi6es le jour m~me ou dans les deux ou trois jours qui suivirent l'ouverture du pore gtnital. Leurs calc6mies variaient entre 200 et 1424 mg/1. Les deux autres AnguiIles furent saerifi6es: l'une 42 jours aprbs la ponte (cale6mie = 2000 mg/1), l 'autre deux mois apr~s (calc6mie ~ 1000 mg/1).

2) 2 Anguilles ayant subi au pr6alable l'ablation des corpuscules de Stannius ont 6t6 conduites s maturation selon le m~me protocole - - RGS=40%--20% et Calc6mie~ 593 rag/1 - - (la seconde cale~mie n'a pu ~tre mesur~e).

3) 6 Anguilles ~ argent6es t6moins, 6talent maintenues en eau de mer pendant toute la dur~e de l'exp6rience et pr6sentaient des calc6mies ne d6passant pas 120 mg/1.

B. Mdthodes

I . Pr~l~vements - - Inclus ions - - Colorat ions

Etude localis6e & l'axe vert6bral, effectu6e sur coupes non d~calcifi6es obtenues selon les m6thodes de pr61~vement et d'inclusion d6crites dans un m6moire pr6c6dent (Lopez, 1970 a).

178 E. Lopez et E. Martelly-Bagot:

Colorations: fuchsine basique (coloration en masse); bleu de toluidine; r~actif de Schiff - - acide p~riodique (PAS).

I I . Microradiographies et histophotom6trie

Toutes les coupes, 12 par animal, sont microradiographi6es, les microradiographies sont explor6es ~ l'histophotom6tre, sur route leur surface, Min de d6terminer le degr6 de min6rali- sation de la substance intercellulaire en quantit6 de min6ral par cm a d'os (Lopez, 1970 a, 1970 b).

I I I . Eva lua t ion quan t i t a t ive

a) des sur/aces en rdsorptwn et des sur/aces borddes d' ostdoblastes. Elles sont rep6r~es sur des coupes amincies de 15 ~x d'6paisseur, avec, pour les surfaces de r6sorption, v~rification sur les microradiographies correspondantes. Elles sont ensuite mesur6es ~ l'aide d'un oculaire int~- grateur selon le proc~d~ d~crit par Bordier et al. (1964). Cette technique adapt~e h notre mat6riel a 6t6 d~crite dans un m~moire precedent (Lopez, 1970a).

b) du hombre d'ost~ocytes par unitd de sur/ace, du pourcentage d' ostdocytes ostdolytiques. Les coupes projet6es agrandies 40 lois sont dessin~es et planim~tr~es. Avec un oculaire quadrillg nous comptons tousles ost~ocytes et ensuite les ost6ocytes ost6olytiques contenus dans la coupe. Une moyenne est ~tahlie d'apr~s un comptage fait sur 6 coupes par animal. Le hombre d'ost6ocytes est donn6 par unit~ de surface et le nombre d'ost~ocytes ost6olytiques est exprim~ en pourcentage. Toutes les mesures n6cessitant des comparaisons avec les animaux t6moins sont faites sur des coupes d'6chantillons pris au m~me niveau vertebral c'est-s an niveau des vertgbres caudales (2 cmen arri~re de l'anus).

IV. Analyse par diffraction des rayons X

A partir d'~ehantillons (colonne vert6brale) pr~lev6s sur une Anguille t~moin (RGS = 1,2 %, calc~mie 120 mg/l), et une Anguille mature (RGS = 38,7 %, calc6mie = 300 rag/l) nous avons ~valu6 quantitativement, par diffraction des RX, selon la m~thode d6erite par Harper et Posner (1966), la fraction de phosphate de calcium amorphe et la fraction d'apatite cristalline eonstituant le mineral osseux.

V. Dosage de la caleSmie

Le taux de calcium dans le sang (Ca libre-- Ca 1i6 aux prot6ines) est mesur~ au speetropho- tom~tre ~ absorption atomique (Perkin-Elmer).

Observations

L'os cellulaire de l 'Anguil le pr6sente une organisat ion tr~s voisine de celle de l 'os des Mammif~res (Lopez, 1970a). La substance osseuse est synth6tis6e par des ost6oblastes (fig. l l) qui, une lois enchass6s dans le tissu qu'ils ont 6labor6, se t r ans fo rment en ost6ocytcs. Ces ost6ocytes sont ]og6s dans une lacune ost6o- cytairc (d'ost6oplaste)). Ce tissu osseux est le si~ge d 'nne impor tan te r6sorption ost6oclastique. Nous avons pu y met t re en 6vidence des ost6oclastes typiques (fig. 7 et 9), grosses cellules multinucl66es ou monuc166es ~ cytoplasmcs trbs granuleux, souvent observ6s dans des lacunes de Howship. Les ost6ocytes ont une rome trbs caract6ristique en araign6e avec des arborisations qui se ramif ient dans de nombreux canalicules. Certains sont situ6s dans des lacunes trbs 61argies de forme irr6guli~re (fig. 13 et 14). Baud et Weber-Sla tk ine (1961) et Baud (1962) ont sig- nal6, en microscopie 61ectronique, cet aspect 6rod6 de l 'ost6oplaste chez les Mammi- fbres. Ces lacunes 61argies sont, pour la plupar t , entour6es d ' u n halo color6 soit par la fuchsine basique, soit par le bleu de Toluidine m6tachromat iquement . Cette coloration indique une r6gion en cours de d6min6ralisat ion pr6sentant sur microradiographies, une tr~s faible opacit6 aux RX. Comme c'est le cas chez les Mammi-

L'os de l'Anguille au cours de la maturation exp~rimentale 179

fbres (B61anger et al., 1963; Baud, 1966--1968), la substance interstitielle perd donc au voisinage imm6diat de ces cellules sa fraction min6rale, puis sa fraction organique; certains de ces ost6ocytes ost6olytiques prennent un aspect n6crotique et meurent (fig. 14). Pour qualifier, chez les Poissons, ce ph6nombne de r6sorption p6rilacunaire (Lopez, 1970a, 1970b) nous employons le terme d'((ost6olyse)~ ainsi que le pr6conisent B61anger et al. (1963).

Au cours de la maturat ion exp6rimentale de l'Anguille il se produit un profond d6s6quilibre du m6tabolisme calcique, la calc6mie et la phosphat6mie augmentent progressivement pour atteindre un maximum au moment de la ponte et de plus, tout au long de la maturation, ces Anguflles 6mettent par vole intestinale des concr6tions blanches trbs riches en calcium (Fontaine et al., 1964).

Dbs 1964, au cours de la premibre exp6rience de maturation, nous avions constat~, lors du sacrifice des animaux matures, clue le squelette pr6sentait une r6sistance moindre, aux ciseaux, que celui des Anguilles immaturcs et nous 6met- tions alors l 'hypothbse d'une d6calcification osseuse.

L'observation au faible grossissement des coupes transversales des vertbbres d'Anguilles matures et immatures, ainsi que celle des microradiographies correspondantes, nous a imm6diatement permis de voir que la r6sorption ost6oclastique 6tait trbs importante chez les premibres (fig. 1 4). Les arcs vert6braux et le corps vert6bral pr6sentent des surfaces profond6ment cntaill6es et le nombre des ost6o- clastes est augment6 dans des proportions consid6rables (fig. 5, 6 et 8). Alors qu'en moyenne, sur une coupe transversale t6moin, nous trouvons 2 ost6oclastes typiques, nous en d6nombrons 15 chez les animaux trait6s. Le pourcentage des surfaces pr6sentant des signes caract6ristiques du ph6nombne de r6sorption (bords cr6nel6s ou entaill6s) repr6sentent 49,5% de la surface totale dans l'os de l'Anguille mature alors qu'il n 'est que de 15,5% chez les Anguilles t6moins (tableau 1). L'accroissement important du nombre des ost6oclastes se traduit donc par une forte augmentation des surfaces en r6sorption, celles-ci sont d'ailleurs, dans ce cas, en grande partie entibrement bord6es de cellules ayant un aspect ost6oclas- tique. Le pourcentage des surfaces bord~es d'ost6oblastes ne varie pas. Dans l'os des deux Anguilles stannicctomis6es, le pourcentage des surfaces en r6sorption est plus faible que chez les Anguilles mfires non op6r6es mais reste encore plus impor tant que chez les Anguflles t6moins (fig. 2, tableau 1). Le nombre d'ost6o- cytes, dans l'os des Anguilles matures n 'est pas modifi6 (384/mm 2 pour 387/mm 2 chez les t6moins); il n 'y a pas d 'appauvrissement ccllulaire, cependant un tr~s grand nombre d'ost~ocytes sont ost6olytiques. Cettc ost6olyse at teint de pr6f6rence les arcs vert6braux neuraux et h6maux constitu6s d'os lamellaire moins compact que dans le corps vert6bral (Lopez, 1970a); chez les Anguilles immatures, t'ost6olyse est fr6quente surtout dans les couches osseuses les plus p6riph6riques, tandis que chez les Anguilles matures les couches osseuses sont atteintes darts route lcur profondeur, nous d6nombrons 41,2 % d'ost6ocytes ost6olytiques pour 4,5% chcz les t6moins et 40,9% chez les stanniectomis6es mdres (tableau 1). I1 semble qu'fl existe aussi chez les Mammifbres (B~langer, 1966) des types d'os attaqu6s pr6f6rentiellement, les os plats de type spongieux seraient plus sp6cialement affect6s, mais alors, contrairement ~ ce que nous observons habituellement chez l'Anguille, la r6sorption ost6ocytaire opbre au centre des trav6es dans les couches plus fortement charg6es en sels min6raux.


Fig. 1. Vue g6n6rale d 'une coupe transversale d'une vertbbre d'Anguille ~ t6moin. Les surfaces osseuses apparaissent tr~s lisses (- - - -+) tr~s peu d'entre elles sont atteintes par la r6sorption ost6oelastique (->). Coloration: fuchsine basique. An. arc neural, Ah. arc h6mal, Cv. corps

vert6bral

L'os de l'Anguille au cours de la maturation exp6rimentale

Tableau 1

181

Concentration en substance min6rale g/cm a d'os

Surfaces de Surfaces % d'ost6o- r6sorption bord6es cytes

d'ost6oblastes ost6olytiques

1,28 1,15 1,09

T6moins 1,14 1,10 1,14

0,96 ] 1,00 1,07 0,91

Trait6es 0,970'991,04 ['

0,92

1,15• a 15,5• 7,52• 4,5•

P < 0,01 P < 0,001 P > 5%

0,98 • 0,01 49,5 • 3,2 7,14 • 0,74 41,2 • 1,6

Stanniectomis6es trait6es I 1,15 20,4 II 1,19 19,5

40,9 • 0,3

Les surfaces de r6sorption et bord6es d'ost6oblastes sont exprim6es en % de la surface totale.

a Erreur standard.

Aprbs colora t ion ~ la fuchsine basique ou au bleu de toluidine, la subs tance intercel lula i re de l 'os des Anguil les retires se colore plus in tens6ment que dans l 'os des t6moins, pou r t an t , aprbs examen en cont ras te de phase et en lumi~re polaris6e, la s t ruc ture his tologique n ' a p p a r a l t pas modifi6e, fl n ' y a donc aucune a t t e in t e de la mat r ice organique. La microrad iographie quan t i t a t i ve nous a permis (Lopez, 1970 c, d) de mon t r e r que la concent ra t ion en suSstance min6rale (apa t i t e § phos- p h a t e de Ca amorphe) pa r unit6 de vo lume osseux est en moyennc de 1,15 g chez les t6moins et seulcment de 0,98 g chez les Anguil les ma tu re s ( tab leau 1). Ces r6- su l ta t s sont en accord avcc les dosages ehimiques de Ca effectu6s (Fonta ine et Mar te l ly -Bagot , r6sul ta ts in6dits).

Fig. 2. Vue g6n6rale d'une coupe transversale d'une vert~bre d'Anguille ~ mfire ayant, avant la maturation, subi l'ablation des corpuscules de Stannius. Les arcs h6maux sont tr6s affect6s par la r$sorption ost6oclastique (->). Les arcs neuraux sont par contre pratiquement intacts ne pr~sentant que de rares et petites encoches (-~). Coloration: fuchsine basique. An. arc

neural, Ah. arc h6mal, Cv. corps vert6bral

Fig. 3. Vue g6n6rale d'une coupe transversale d'une vertbbre d'Anguille Q mhrc. Les arcs neuraux (An) et les arcs h6maux (Ah) sont tr~s r6duits, il n'en subsiste que quelques parcelles (-+) complbtement d6tach6cs du corps vert6bral (Cv) celui-ci 6rant lui-m~me tr~s 6rod6

Fig. 4. Vue g~n6rale d'une coupe transversale d'une vert6bre d'Anguille 9 mfire appartenant un animal diff6rent de celui du clich63. L'ampleur de la r6sorption cst tout s fait comparable

dans les deux cas (-->). An. arc neural, Ah. are h6mal, Cv, corps vert6bral


Fig. 5. Coupe transversale d 'une vert~bre d'Anguille mature, port ion d 'arc h6mal. Vue ~ un faible grossissement d 'une surface osseuse en cours de r6sorption, dans chaque br~che nous distinguons des cellutes ayan t un aspect ost6oclastique. Coloration: fuchsine basique, Os tissu

osseux. G x 200


Tableau 2

Anguille Apatite Phosphate cristallis6e de Ca amorphe (g/em a) (g/cm a)

T6moin 0,32 0,83 Trait6e 0,35 0,63

I1 est in t6ressant de r emarque r que l 'os des deux Anguil les ma tu re s s tanniec to- mis6es ne pr6sente aucune d iminu t ion de densit6 min6rale.

En ce qui concerne les Anguil les ma tu res non op6r6es, il y a done v6r i table d6calcif icat ion due s un d6par t d 'une pa r t i e des sels min6raux fix4s sur la mat r i ce orgardque. Nous avons suppos6 que ce ((pool >> min6ral labi le p o u v a i t 6tre form6 p a r le phospha te de calc ium amorphe qui, nous le savons depuis les r6cents t r a v a u x de Eanes et Posner (1965), const i tue avec l ' a p a t i t e cristal l ine le min6ral osseux.

L ' ana lyse pa r d i f f rac t ion des I~X (Lopez et al., 1970d) nous a donn6 les r6- su l ta t s su ivan t s ( tab leau 2). Nous cons ta tons qu ' i l n ' y a pas de va r ia t ion marqu6e de la pa r t i e cr is tal l ine mais qu ' i l y a une tr~s forte d iminu t ion de la phase amorphe . No tons d 'af l leurs que l 'os de l 'Angui l le i m m a t u r e pr6sente une quant i t6 de phospha t e de calcium amorphe beaucoup plus i m p o r t a n t e que l 'os de Mammif~re (Ter- mine et Posner, 1967). L ' ana lyse pa r d i f f ract ion des R X selon cet te m6thode nous pe rme t d '6va luer aussi la f rac t ion organique, celle-ci est de 46,38% chez l 'Angui l le t6moin et de 46,25% chez l 'Angui l le t ra i t6e ; comme nous le la issai t supposer l ' obse rva t ion histologique, il n ' y a pas a l t6ra t ion de la t r a m e organique.

Nous avons remarqu6 chez routes les Anguil les ma tu re s que les cellules bordan tes appara i s sen t trbs stimul6es, avec de gros n o y a u x trbs elairs ~ gros nucl6oles, qu ' i l s 'agisse des ost6oblastes typ iques ou bien des eellules indiff6renci6es qui en touren t la surface osseuse (Lopez, 1970a), la diff6renciat ion des cellules ((ost6o- prog6nitr ices ~) (Vaes, 1967) en ost6oclastes est tr~s n e t t e m e n t favoris6e.

Dans l ' ensemble des r6sul ta ts obtenus , nous n ' avons pas observ6 de diff6rences no tab les en t re l 'os des Anguil les sacrifi6es au m o m e n t de la ponte , e t celui des an imaux sacrifi6s aprbs celle-ei.

Fig. 6. Coupe transversale d'une vert~bre d'Anguille mature. Population ost6oclastique (-+) le long d'une surface osseuse en cours de r6sorption avec front de d6calcification - - Fort

grossissement - - G x 360-Fc. fibres conjonctives

Fig. 7. Portion d'arc neural d'une vertbbre d'Anguille mfire. Grande lacune de r6sorption avee ost6oclastes multinuc166s et mononucld6s (-+) accompagn6s de cellules bordantes pr6sentant de gros noyaux clairs ( - - - -+) . Coloration: fuehsine basique. Os. ostdoblastes, lo. ost6ocyte

ost6olytique, ln. lacune normale. G • 360

Fig. 8. Coupe transversale d'une vert6bre d'Anguille mfire. Ost6oclastes typiques multinucl6es (-+) accol6s s une surface osseuse fortement color6e probablement en cours d'ost6olyse (- - -~).

G • 400


Fig. 9. Ost~oclaste ~ypique plurinucl6e (Os vert6bral d'Angt2ille mature). G • 800. Coloration: fuchsine basique


:Fig. 13. Vertbbre d'Anguille more, coupe transversale. Ost6ocytes ost6olytiques (-->) avec autour halo de d6min6ralisation color6 par la fuchsine basique. Comparer avec une laeune normale (- - -->). O s t = ost6oclaste dans lacune de r6sorption. Coloration: fuchsine basique. G X 360

:Fig. 14. Vert~bre d'Anguille mOre, coupe transversale. Laeune agrandie avec ost6ocyte (-+). Lacunes agrandies rides (- - -~). Coloration: fuchsine basique. G x 360

Discussion

Nous observons donc dans l 'os cellulaire des Anguilles matures trois formes de d6min6ralisation (Lopez, 1970c). L'ost6oclasie et l 'ost6olyse sont les deux modes de r6sorption osseuse observ6s commun6men t chez les Anguilles (Lopez, 1970a), ils p r ennen t dans le cas des Anguilles matures des proport ions consid6rables, quasi pathologiques.

Chez les Mammifbres, il est m a i n t e n a n t tr~s clairement d6montr6 que l'ost6o- lyse p6riost6ocytaire, comme la r6sorption ost6oclastique, peut 6tre provoqu6e

Fig. 10. Arc h6mal d'une vert6bre d'Anguille more, grande lacune de r6sorption avec population cellulaire importante. Nous distinguons trbs nettement la diff@ence existant entre les noyaux des cellules nettement diff6renci6es en ost6oclastes (--~)et les noyaux clairs des cellules

environnantes (- - -+). G x 360. Coloration: fuchsine basique

Fig. 11. Are neural d'une vert6bre d'Anguille more, lame osseuse avec ost6oblastes pr6sentant des noyaux h gros nucl6oles (---+). Coloration: fuchsine basique. G x360

Fig. 12. Arc h6mal d'une vert6bre d'Anguille more; cavit6 de l'os spongieux. Cellules bordantes routes stimul6es (- - -->). Coloration: fuchsine basique. G x 360


par l 'hormone parathyroidienne (B61anger et coll., 1963; Baud, 1966--1968). Chez les Oiseaux, dans le cas des poules pondeuses, ost6oclasie et ost6olyse sont favoris6es par l 'injection d 'extrai t parathyroidien (Taylor et B61anger, 1969), de m6me chez les Batraciens (T~tards de Rana catesbeiana) (B61anger et Drouin, 1966) un trai tement s la parathormone induit une forte ost6olyse. Ces deux ph6nom6nes semblcnt done ~tre, en ce qui concerne une grande partie des vert6- br6s, sous la d6pendance de la m6me glande endocrine: la parathyroide, or cette glande n'existe pas, en tan t que telle, chez les Poissons. D'aflleurs, darts l c c a s d6crit ici, son activit6 serait sans doute stopp6e par l 'hypercale6mie enregistr6e; pourtant , chez ces Anguilles, une action sur l'os ,de type parathyroidien, apparai t '~ la suite d'injections r6p6t6es d 'extrai t d 'hypophyse de Carpe. On ne peut dire s'il s 'agit d 'un stimulus dfl ~ l'influencc directe sur l'os d'une hormone hypophysaire, ou bien s'il y a un relai par l 'interm6diaire d 'autres glandes endocrines, en l'occurence des glandes g6nitales ou de l'interr6nal.

Une hypoth6se impliquant l ' intervention des hormones sexuelles dans la r4sorption osseuse, au cours de la reproduction du Saumou, a d6j~ 6t6 6mise par Fontaine ct al. (1950). En effet de nombreux t ravaux ont montr6 quc, chez les 0iseaux 9, lors de la p5riode de ponte, la mobilisation des sels phosphocalciques se t raduit par des remaniements osseux importants (Kyes et Potter, 1934; Bloom et al., 1941; Urist et al., 1960). Benoit et al. (1941) en stimulant artffi- ciellement l 'activit~ ovarienne de la Cane domestique provoquent une hypereal- c~mie s 'accompagnant aussi de modifications osseuses. Quel est chez les Oiseaux la r4gulation hormonale de ces ph~nom~nes ? Los derniers t ravaux entrepris sur ce sujet (Simkiss, 1961--1967; Taylor et Springer, 1965; Urist, 1967; Taylor et B61anger, 1969) sugg~rent que les deux types d'hormones androg~nes ct oestro- g~nes sont n~cessaires sans toutefois n6gliger l ' importance du rSlc jou~ par la parathormone. Chez les Poissons, les ovaires synth6tisent de nombreuses hormones; chez lc Congre par exemple, esp~ce voisine de l'Anguille appar tenant au groupe des Apodes, Lupo et Chieffi (1963) y met tent en 4videnee plusieurs oestrog~nes. Un rSle jou~ par ces hormones issues des glandes sexuelles 0, peut done ~trc envisag~ afin d'expliquer, en partie, les modifications osseuses observ~es dans l'os vert6bral des Anguflles ~ matures; il est ~ noter que, en d~,pit de l 'administration d 'une poudre hypophysaire riehe en gonadotrophines, les cellules gonadotropes de l 'hypophyse de ces animaux sont tr~s stimul6es (Olivereau et Fontaine, 1966). I1 a 6t~ observ5 aussi que dans les bois de certains Mammifbrcs,comme le Renne, l'ost~olyse est surtout l 'apanage des ~2 (B~langer et al., 1966). I1 appara~t eependant probable qu 'un autre facteur entre en jeu, car l 'injection d'oestradiol seul s des Poissons (Clark et Fleming, 1963) ne semble pas favoriser la r6sorption osseuse; nous devons noter que dans ce cas, Fundulus kansae a un os acellutaire, c'est-~-dire d~pourvu d'ost~ocytes mais qui toutefois poss~de des cellules bordantes.

Chez les Poissons T~l~ost~ens, l'interr~nal est eonsid6r6 comme l'homologue du cortex surrSnal ; stimul~ par I 'ACTH, il s~cr~te des corticost6roides identiques

ceux trouv6s chez les vert6br6s sup6rieurs: hydrocortisone, cortisone, corti- eostSrone (Leloup-Hatey, 1964). L 'extrai t d 'hypophyse de Carpe inject6 contient de I 'ACTH, il a 5t4 constat5 que l'activit~ des cellules corticotropes de l 'hypophyse des ~ mfires 5tait frein6e (Olivereau, 1967) ; mais une ~tude histologique de l'inter- r6nal de ces m~mes animaux indique une nette activit~ de cctte glande: cellules


cytoplasme granuleux, noyaux arrondis et clairs avec des nucl6oles trbs apparents quelquefois m~me hypertrophi6s, structure lobulaire 6vidente et trbs bonne vas- cularisation (Olivereau, r6sultats in6dits). De plus, d 'autres t ravaux nous per- met tent d '6mettre l 'hypothbse d'une implication probable des corticost6roides dans les r6sultats obtenus sur le tissu osseux des 9 mfires. D'une part , il a 6t6 montr6 (Chester Jones et al., 1965; Chan et al., 1967) que chez l'Anguille l 'inter- r6nalectomie provoquait des variations de la calc6mie, il y a chute de celle-ci en eau douce et 616ration en eau de mer. D'autre part , l 'injection d 'ACTH influence le m6tabolisme calcique chez certains T616ost6ens (Fleming et al., 1964; Ball et Ensor, 1967) ; Chan (1969) signale aprbs injection d 'ACTH ou de cortisol une mobilisation du calcium avec d6pSt de celui-ci dans certains tissus mous comme le muscle, mais toutefois, l 'action au niveau des tissus calcifi6s n 'a pas 6t6 6tudi6e dans ce cas. De plus Robertson et Wexler (1959) ont montr6, chez ]e Saumon du Pacifique (Oncorhynchus) que la reproduction s 'accompagnait d 'une hypercorti- cost6roid6mie intense; il peut donc en ~tre de m~me chez l'Anguille ~ mature, et s'il en est ainsi, certaines modifications osseuses pourraient ~tre suppos6es d'origine cortisonique.

Aprbs stanniectomie, lors de la maturation, la r6sorption ost6oclastique est r6duite mais reste cependant encore importante, tandis que l'ost6olyse n 'est pas modifi6e, ces r6sultats sont en accord avec les observations faites sur l'os d'Anguilles ~ ayant subi l 'ablation des corpuscules de Stannius (Lopez,1970a).

Outre ces deux modes de d6calcification par ost6oclasie et ost6olyse, nous enregistrons une d6min6ralisation diffuse de la substance interstitielle sans que celle-ci soit 16s6e. La substance osseuse est - - pour une par t - - instable; dans le cas des Anguilles matures, nous avons pu montrer que cette phase labile est constitu6e par le phosphate de calcium amorphe qui, dans le min6ral osseux, voisine avec l 'apat i te cristalline. Une telle baisse du degr6 de min6ralisation de la substance intercellulaire a 6t6 constat6e chez l 'Homme atteint d'ost6oporose post- traumatique par Meyer (1961). I1 est possible que l 'hypomin6ralisation de l'os observ6e dans certains cas d'ost6oporose humaine par Jowsey (1964) et par Baud et al. (1969) soit 6galement le r6sultat d 'un processus de d6min6ralisation.

Ce ph6nom~ne rappelle rancienne conception de (d'halist6r~se ~>, mais ce terme a servi d 'abord ~ d6signer une interpr6tation de la 16sion rachitique qui s 'est r6v616e fausse, ~ savoir que les bordures ost6oi'des r~sulteraient d 'une d6min6- ralisation, alors qu'en fair elles correspondent ~ des r6gions qui n 'ont pas 6t6 min6ralis6es (Kilian, 1857); selon Reckhnghausen (1910), il y a d6polym6risation de la t rame organique suivie d 'une lib6ration des sels min6raux.

I1 ne s 'agit pas non plus ((d'ost6olyse ~ au sens de Leriche et Pohcard (1928) car pour ceux-ci ce ph6nom~ne impliquait une perte des 616ments min6raux, suivie d'une transformation du tissu osseux en tissu conjonctif. D'ailleurs, comme nous l 'avons vu, le terme d'(~ost6olyse~ sert actuellement ~ d6signer la r6sorption p6rilacunaire par les ost6ocytes. Le terme de (~ calciolyse ~) a 6t6 r6cemment propos6 par Bohatirchuk (1966) mais malheureusement appliqu6 indistinctement ~ des ph6nombnes bien diff6rents et nous ne pouvons le retenir. Ce d~part des sels de calcium de l'os, sans que la matrice organique soit d6truite, a 6t6 appel6 ((halastasie ~ par Rutishauser et al. (1953) dans le cas de variations min6rales secondaires

un t raumatisme thermique. Halastasie, mot d'origine grecque, signifie instabilit6

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des sels, c 'es t donc ce te rme que nous avons re tenu pour d6signer le ph6nom~ne de d6min6rahsa t ion diffuse clue nous avons mis en 6vidence (Lopez, 1970c, d).

E n g6n6ral la baisse du t a u x de min6ra l i sa t ion de l 'os est in terpr6t6e comme 6 tan t le r6sul ta t de changements phys icochimiques su rvenan t dans l ' envi ronne- m e n t osseux (Bohat i rchuk, 1966). Plusieurs t r a v a u x (Goldhaber , 1963; Jenk ins et Dowes, 1963) m o n t r e n t une re la t ion ex i s t an t ent re l ' ac t iv i t6 du mil ieu en- v i ronnan t ct ] 'effet de ch61ation du calcium. Si l 'on se r6f~re au syst~me ~ t rois compa r t imen t s propos6 par Nichols (1963), en ce qui concerne l 'os des Mammi- f~res, nous pouvons penser que la fui te des ions calcium a p p a r a i t s la sui te d ' u n d6s6quilibre su rvenan t en t re la mat r i ce calcifi6e de l 'os, ]es l iquides in t racel lu la i res e t le mil ieu extracel lulah 'e . Selon cet te concept ion repr ise pa r B a u d (1969) ce d6pa r t des sels min6raux se fera i t alors sous le contrSle de l ' ac t iv i t6 m6tabol ique d ' une l imi t an te cellulaire consti tu6e p a r les ost6ocytes et les cellules bordantes . Dans l 'os de l 'Anguil le , ce ph6nom~ne est tr~s ce r t a inement r6versible car nous avons montr6 (Lopez, 1970 b) qu 'apr~s ab la t ion des corpuscnles de S tannius il y a,

la sui te d 'une hypercalc6mie, accroissement du degr6 de min6ral isa t ion de la subs tance intercel lulaire . Nous r emarquons ici que la s tanniec tomie suppr ime la fui te des sels min6raux dans l 'os des Anguil les retires ( tableau 1). Dans les dcux cas soit de d6par t ou de f ixa t ion de sels de calcium sur la mat r ice osseuse, nous avons montr6 que les cellules bordan tes sont trbs stimulbes, observa t ion p l a i d a n t en faveur de la derni~re hypothbse 6raise.

La d6min6ral isat ion dans l 'os de l 'Angtt i l le p e u t done se faire de t rois faTons dfff6rentes: pa r ost6oclasie, ost6olyse et dans le cas d6cri t ici, de m a t u r a t i o n ex- p6r imentale , pa r halas tas ie , les deux premiers ph6nombnes 6rant alors fo r t emen t accentu6s. Cet te d6min6ral isa t ion mass ive de l 'os expl ique au moins en pa t t i e l '6]6vation observ6e de la c~lc6mie en t r a inan t (Lopez et al. , 1970) une for te s t imu- la t ion du corps u l t imobranchia l .

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Evelyne Lopez Laboratoire de Physiologie du Mus6um National d 'Histoire Naturelle 7, rue Cuvier F-75 Paris 5~me/France

Documents

L'os cellulaire d'un poisson téléostéen, Anguilla anguilla L