Modalités d'imagerie

Comme cela était décrit précédemment, le tissu conjonctif intramusculaire s’organise en plusieurs niveaux, mettant en jeu des structures dont la taille varie du dixième de micromètre à quelques millimètres. Leur observation requiert des résolutions spatiales et des champs de vue très différents, que ne peut fournir une seule modalité d’imagerie. Deux échelles principales peuvent être définies : la microscopie et la macroscopie.

A.2.1.1 Microscopie

Aujourd'hui la microscopie est divisée en deux grands groupes, différents par la nature de la particule élémentaire impliquée : le microscope électronique qui utilise des électrons

pour étudier l'objet et le microscope optique, aussi appelé photonique, parce qu'il utilise des photons.

Microscopie électronique

La microscopie électronique a été utilisée dans l’étude du tissu conjonctif pour décrire notamment les effets sur son ultrastructure de la maturation (Nishimura et al., 1998 ; Nishimura et al., 1996 ; Nishimura et al., 1995 ; Liu et al., 1994 ; Liu et al., 1995), ou encore des dépôts de gras (Nishimura et al., 1999). Elle a également permis de mesurer le diamètre des fibres de collagène et de terminer son influence sur la texture de la viande (Rowe, 1978 ; Light et al., 1985).

Microscopie optique

La microscopie optique est utilisée pour l’étude des tissus, d’où le nom de la discipline qui en découle : l’histologie. Les tissus peuvent être observés sous différents rayonnements, définissant plusieurs techniques de microscopie optique : tout le spectre de la lumière blanche pour la microscopie visible ou encore seulement quelques longueurs d’onde pour la microscopie en fluorescence et la microscopie confocale.

La microscopie visible requiert une coloration des échantillons spécifique du composé à mettre en évidence. Par exemple, le rouge Sirius est utilisé pour observer le collagène (Flint et Pickering, 1984), l’huile rouge pour les lipides ou encore l’orcéine pour l’élastine et le bleu Alcian pour les protéoglycannes (Bancroft et Stevens, 1990). Cette technique de coloration permet d’observer des coupes de tissus dans des champs allant jusqu’au centimètre, permettant l’observation des fibres musculaires et des faisceaux de fibres primaires. Elle permet même la quantification du collagène sur les coupes de tissus musculaires (Lopez De Leon et Rojkind, 1985).

La microscopie en fluorescence ou confocale implique que le composé à observer émette un rayonnement après excitation avec une longueur d’onde spécifique (fluorescence). Mis à part le collagène et l’élastine qui ont des propriétés de fluorescence naturelle, la plupart du temps l’échantillon est marqué à l’aide d’anticorps spécifique couplé à une sonde fluorescente. Cette technique plus résolutive permet de localiser les différents composés du tissu conjonctif. Ainsi les différents types de collagène présents dans le muscle ont pu être mis en évidence (Listrat et al., 1998 ; Listrat et al., 2000).

A.2.1.2 Macroscopie

Pour étudier l’organisation du tissu conjonctif dans des champs de vue plus larges (supérieurs au centimètre), d’autres modalités d’imagerie doivent être mises en œuvre. La plus simple reprend les techniques de la microscopie optique sur des échantillons plus grands. D’autres modalités d’imagerie plus complexes sont basés sur les propriétés physiques du tissu, comme l’imagerie par résonance magnétique nucléaire et l’échographie.

Imagerie macroscopique

La structure du muscle et du tissu conjonctif a été examinée en macroscopie à partir de tranches de muscle soit en réflexion sous lumière visible (Li et al., 1999 ; Basset et al., 2000 ; Lu et Tan, 2004), soit en fluorescence sous lumière ultraviolette (Basset et al., 2000) ou sous un rayonnement de quelques longueurs d’onde précises (Skjervold et al., 2003). L’avantage de cette méthode réside dans sa simplicité qui permet de l’utiliser en routine sur une ligne de découpe en abattoir, par exemple.

Imagerie par résonance magnétique nucléaire (RMN)

L’imagerie RMN, non destructive et non invasive permet de travailler sur des muscles entiers, contrairement aux techniques histologiques. Un grand nombre de techniques d’imagerie permettent de visualiser sélectivement le gras. Elles sont fondées sur la différence de temps de relaxation T1 et/ou de fréquences de résonance entre les protons du gras et ceux de l’eau (Kaldoudi et Williams, 1992). Si le champ magnétique élevé permet d’augmenter le contraste fréquentiel entre eau et gras, il induit aussi une augmentation du rapport signal sur bruit (RSB). Cette dernière a été mise à profit pour mettre en évidence la distribution du gras intramusculaire en augmentant la résolution spatiale (Laurent et al., 2000). D’autre part, une autre méthode dite pondérée de susceptibilité, sensible aux variations de champ magnétique, met en évidence plus généralement le tissu conjonctif, comprenant à la fois les lipides et le collagène. Cette technique a été utilisée par Bonny et al. (2000) pour étudier la structure de différents types de muscles de bovin. Les différences de champ magnétique sont induites par les différences de susceptibilité magnétique entre l’eau des myofibres et le tissu conjonctif. Pourtant, le réseau conjonctif non gras étant un tissu composite (différents types de collagène, élastine, protéoglycannes) il est difficile de savoir si toutes ces molécules sont détectables par ce principe. Cette analyse est envisageable en réalisant le marquage immuno-histologique de ces molécules sur des coupes d’échantillons préalablement visualisés en IRM pondérées en susceptibilité. Ceci sera abordé dans la partie F de ce manuscrit.

Méthodes ultrasonores

Les méthodes ultrasonores sont également utilisées dans le secteur de l’industrie des viandes pour déterminer l’épaisseur de gras sous-cutané (Perkins et al., 1992), pour caractériser les muscles selon le type musculaire, l’âge de l’animal et la castration (Abouelkaram et al., 2000) ou pour déterminer la composition corporelle des carcasses (Miles

et al., 1987). Deux modes d’exploitation sont utilisés : le mode A génère un signal temporel

exploité sous différentes formes (vitesse, atténuation, intensité rétrodiffusée) et le mode B génère une image. Ces méthodes reposent sur la mesure de la vitesse de propagation des ultrasons qui est variable selon la nature et la composition du milieu qu’ils traversent, notamment la teneur en gras. Par ailleurs, lorsque la vague incidente d’ultrasons rencontre des modifications locales de densité ou d’élasticité au sein du muscle liées à des structures de taille équivalente à la longueur d’onde, le signal est diffusé dans toutes les directions et les images présentent une granulosité appelé « speckle ». L’analyse statistique de ces « speckles » a été utilisée pour déterminer la teneur et la distribution du gras intramusculaire et détecter le tissu conjonctif. La méthode ultrasonore a l’avantage d’être, comme l’IRM non destructive et non invasive, et peut être utilisée pour classer les muscles d’après leur teneur en gras (Kim et al., 1998). Cependant, elle reste bien moins précise que l’analyse directe du réseau conjonctif et elle ne permet pas de distinguer le gras du collagène, deux constituants qui ont pourtant des effets opposés sur la texture de la viande. De plus il est difficile de dissocier les effets dus à la composition et ceux dus à la structure anisotrope du muscle (Abouelkaram et al., 2000).