LES CONSTITUANTS AMINÉS
DES SÉCRÉTIONS TUBAIRES CHEZ LA LAPINE
ZYMOGRAMME —
PROTÉINES
—ACIDES
AMINÉS
LIBRESY. MENEZO P. LAVIOLETTE
Ch. KHATCHADOURIAN
J. GUILLAUD
Laboratoire deBiologie,
I. N. R.A.,
.,Institut national des Sciences
appliquées,
69100 Villeurbanne
!
,
RÉSUMÉ
Les sécrétions
tubaires,
recueillies en continu au cours ducycle sexuel,
ont été étudiées chez lalapine
pour troiscomposants :
- les
protéines enzymatiques
ou non,- les acides aminés libres.
Le
zymogramme
tubaire a étécomparé
à ceux du sérum et duliquide
séminal. Ilcomporte
des
estérases,
desphosphatases,
desaminopeptidases
et del’amylase.
Les activités des enzymestubaires
sontgénéralement plus
faibles que celles de leurshomologues sériques.
Les activités
estérasiques
etphosphatasiques
de l’oviducte semblent croître au moment de l’ovulation et au cours des troisjours
suivants.Le
liquide
séminal sedistingue
par uneplus grande
richesse en osidasesplus
ou moinscomplexes,
mais nepossède
pasd’amylase.
L’albumine,
la transferrine etl’Ig A
ont été détectées dans lesliquides
tubaires.Les sécrétions de l’oviducte se
présentent
aupoint
de vue acidesaminés
etcomposés
appa- rentés comme un milieucomplexe, qualitativement
etquantitativement
assez voisin dusérum.
La
glycine
estprésente
à un tauximportant
dans les deux fluides.L’alanine,
laglycine
etl’acide glutamique augmentent significativement après
l’ovulation les3 e
et4! j jours post
HCG. D’autrepart
il semble que les sécrétions de l’oviductepossèdent
unecertaine
originalité
vis-à-vis dusérum,
certainscomposés présents
dans l’oviducte ne se retrou- vant pas dans le sérum.INTRODUCTION
Si les premières observations relatives
auxfluides de l’oviducte remontent
au XIXe
siècle, (Woxx>~ss>!rrsxy, 1 8gi),
cen’est qu’en 1956 que BisHo P
avraiment
commencé de manière systématique l’étude de
cessécrétions.
Elles constituent
eneffet
unmilieu de transition satisfaisant à la fois
auxexi- gences des spermatozoïdes et à celles de l’ovule, gamètes évoluant à l’origine dans
deux milieux fort différents : le liquide séminal
etle liquide folliculaire.
Nous
avonstenté d’analyser certaines des modifications qui peuvent intervenir
au
moment de l’ovulation
etles échanges susceptibles de
seréaliser entre l’oeuf
etson
milieu.
Deux paramètres seront étudiés dans
cetravail :
-
les protéines,
ycompris les protéines enzymatiques ;
-
les acides aminés libres.
10
I;e problème des activités enzymatiques
aété abordé
sousl’angle histochi- mique par GRF’r!NWAI,D (1969)
etF R ED R ICSSON (1 9 6 9 ) : des phosphatases et estérases
diverses
ontété mises
enévidence.
Dans les liquides tubaires, quelques enzymes
ontété détectées :
- une
activité phosphatasique capable de dégrader la glycéryl-phosphoryl-
choline (W HITE
etWALLACE, 19 6 1 ) ;
- une
activité amylasique (Me G!acxzrr et al., 195 8) ;
- une
activité anhydrase carbonique (LUTWAK-MANN, ig 55 ) ;
J- une
activité glycyl -
etalanyl-aminopeptidasique (Ar.s>~!RS et al., 19 6 1 ).
Il
nous aparu intéressant d’étudier également le zymogramme sérique par la même méthode semi-quantitative afin d’essayer de définir d’éventuelles analogies
avec
le zymogramme tubaire.
Nous
avonsanalysé d’autre part, à titre de comparaison, le zymogramme du
liquide séminal. En effet, les enzymes présentes
ausein de l’oviducte et absentes du
liquide séminal pourraient éventuellement jouer
unrôle dans le processus de capa- citation.
2!
L’analyse des acides aminés tubaires
aété réalisée par G R EGO IR E et coll. ( 19 6 1 ),
M AS T ROIAN IV
I et WA LLACH ( 19 6 1 ) chez la Lapine
etpar P>!R»rrs et GOODE(1967)
chez la Brebis. Cependant le problème des besoins
enacides aminés libres de l’oeuf tubaire pour
sondéveloppement normal suscite
encorebien des controverses.
Par le biais des cultures, D ANIEL et coll. ( 19 6 3 , 19 6 7 et 19 68) concluent à la nécessité d’introduire dans les milieux de culture certains acides aminés indispen- sables, selon
eux,à la réalisation de la segmentation de l’oeuf
età la croissance du
jeune blastocyste.
Ces résultats sont
encontradiction
avec ceuxde M AUER ( 19 68) et
ceuxde BmNS-
TE
R (ig 7 o), pour qui
une sourceazotée protéique telle que l’albumine de l’aeuf, serait suffisante pour le développement de l’embryon du stade
2blastomères
austade morula. Enfin, selon Gx>~!NweraD ( 1959 ) chez la Souris et MANES
etDA N IER (xg6g)
chez la Lapine, l’oeuf durant
sontransit tubaire n’incorporerait que peu
oupas d’acides aminés libres.
I. -
MATÉRI!1, ET MÉTHODES
La
technique, préalablement
décrite(M ENEZO , 1971 )
d! cathétérisation en continu de l’ovi- ducte au cours ducycle
sexuel est basée sur celle de CLEWE et MASTROIANNI( 19 6 0 )
et HOLMDAHLet MASTROIANNI
( I9 6g)..
Les volumes
liquides
recueillis sont de l’ordre de I ml parjour.
Les variations de volumes observées sont du même ordre degrandeur
que celles de MASTROIANNI et WALLACH( 19 61).
Les animaux
(femelles
Néo-Zélandaisesadultes, nullipares, pesant
de 3,5 à 4kg) reçoivent
uneinjection
IM de !5 UI de PMSG induisant l’oestrus(L UTWAK -M ANN
et McI NTOSH , ig6g)
suivietrois
jours plus
tard d’uneinjection
IV de 75 UI d’HCG : l’ovulation intervient 10à 12 heuresplus
tard et ce traitement provoque laponte
de 8 à I6 ovules.Les
prises
de sang sont réalisées au niveau de la veinemarginale
de l’oreille.i. -
Étude
des zymogrammesLe
dispositif employé
a étéimaginé
par BUISSIÈRE( 19 6 7 )
en vue de l’étude del’équipement enzymatique
desmicroorganismes
etadapté
à celle des zymogrammes tissulaires parP LANTEVIN , N
ARDON
,
LAVIOLETTE( 19 68)
et NARDON et PLANTEVIN( 1970 ).
Les sécrétions
tubaires,
le sérum ou leliquide
séminalplacés
en solutiontampon
convenablesont incubés en
présence
d’un substratchromogène
dans un réservoircapillaire
deplastique.
Unefeuille de
papier-filtre spécial
estplacée
entre les deux feuilles deplastique
dont l’une est trans-parente.
Lescapillaires
sont délimités paremboutissage
à chaud.Après quelques
heures d’incu- bation à37 °C
le résultat de la réactionenzymatique
est estimé à, l’oeil nu par lecture de la colo- ration observée.La liste des substrats et les réactifs de coloration
employés figurent
dans le tableau I.En ce
qui
concerne l’activitéamylasique
latechnique
de BELANGER et coll.( 1970 )
a étéemployée.
Les sécrétions tubaires ont été
analysées systématiquement
au cours ducycle
sexuel.Sept lapines
ont été testéespendant
onzejours
avant etaprès
ovulation.Les sérums étudiés
proviennent
de seizelapins (huit
mâles et huitfemelles).
Le
liquide
séminal a été recueilli àpartir
dequatre
mâles.2
. - Protéines non
enzymatiques
La méthode de DAVIS et coll.
( 19 6 4 )
a étéemployée
pour lesélectrophorèses
surgel.
Les
immunoélectrophorèses
ont été réalisées selon GRABAR etCOURÇON ( I95 8)·
3
. - Acides aminés libres
Les
analyses
sont réalisées surAutoanalyseur
Technicon selon la méthode de SPACKMAN STEIN et MOORE
( 195 8)
modifiée par M. EFRON( I g6 5 ).
Il
s’agit
de latechnique
desubmicroanalyse
de ROBIN et coll.( 19 6 7 ) :
colonne de 140cm delong,
3 mm de diamètre
interne, garnie
de résine Chromobeads Technicontype
B. Laprogrammation
de
température
de colonneemployée
est celle de BoNNOT et coll.(I9!o).
Leschromatogrammes
sont
dépouillés
etintégrés
selon la méthode de TEMPE( I9 66).
La
technique
de défécation des sécrétions tubairescorrespond
à des modifications de celle décrite par STEIN et MOORE( 1954 )
et utilisée par O’BRIEN( 19 6 3 ).
Pour leplasmala précipitation
des
protéines
a été réalisée selon la méthode de PAWLAKet PiON( I9 68).
a)
Sécrétions tubaires : 300f1 o1
de sécrétion sontlyophilisés
avec 125 nanomoles de norleucine(standard interne).
Lelyophilisat
estrepris
avec zoof 1o1
d’acidesulfosalycilique
3 p. 100+
50 ml de!glycérine.
L’échantillon est ensuite filtré surmillipore
0,22!t. 100f 1o1
du filtrat sontinjectés
en haut de colonne.
La
reproductibilité
de la méthode est d’environ 5 p. 100sauf pour lalysine
etl’arginine (
15
p.100 ).
L’extraction de lacystine
à l’acidesulfosalycilique
a un rendement médiocre.D’autre
part,
lasérine, l’asparagine
et laglutamine
ne sont passéparées
et sont éluées par notretechnique,
sous forme d’un seulpic.
b)
Plasma : troisprises
de sang sont effectuées surchaque
animal. Lapremière
lejour
del’injection
de P.M.S.(témoin
repossexuel),
la seconde lejour
del’injection
d’H.C.G.(oestrus),
latroisième,
troisjours post
H.C.G.Le sang, aussitôt
prélevé,
est recueilli suranticoagulant
à latempérature
de laglace fondante, puis centrifugé.
400
f 1o1
deplasma + 125
nanomoles de norleucine sont utilisés. La défécation et l’extraction des acides aminés est réalisée à l’alcool 82° selon PAWLAK et PION( I9 68).
c) Analyse statistique :
les résultats ont été testés suivant la méthode del’analyse
de varianceà un facteur contrôlé.
Pour les acides aminés dont
l’analyse
de variance estpositive,
nous avonsprocédé
à des compa- raisons de moyennes deux àdeux, après
avoir testé les variances de ces moyennes. Pour un acide aminé donné variantsignificativement,
la moyennecorrespondant
à un certain état endocriniena donc été
comparée
à toutes les autres.II. -
RÉSULTATS
i. -
Zymogramme I,es résultats sont rassemblés
surle tableau
i.Sécrétions tubaires.
Toutes les activités testées
sesont révélées positives à l’exception de la trypsine
et des enzymes des
sucres 12à 14 , peut-être à
causede la sensibilité insuffisante de la méthode. Les activités sont
engénéral
assezfaibles sauf pour les estérases et les
phosphatases.
Les intensités semblent, pour
cesdernières, augmenter
aumoment de l’ovulation et pendant les trois jours suivants.
Sé y um.
Les enzymes des
sucres 12à 14 semblent également absentes. La trypsine, dont
la présence
adéjà été décrite, n’a pu être clairement mise
enévidence, la sensibilité de notre méthode pour cette enzyme étant vraisemblablement trop faible.
Liquide séminal.
Les enzymes des
sucresà l’exception de l’amylase sont présentes. Il est à noter cependant, que les aminopeptidases sont moins bien représentées que dans le sérum et les sécrétions tubaires.
2
. -
Protéines (fig. i)
La teneur
enprotéines des sécrétions tubaires est beaucoup plus faible que celle du sérum. Nous n’avons jamais pu mettre
enévidence l’hémoglobine (comparaison
avec
le sérum hémolysé).
Cependant, grâce à la confirmation apportée par les colorations spécifiques,
nous
pouvons notamment mettre
enévidence :
.
l’albumine ;
.
la transferrine (fi i -glycoprotéine) ;
.
l’IgA (p Q glycoprotéine).
Il
estimportant de noter qu’il existe
unetrès grande différence de concentration
entre les deux liquides pour les composantes protéiques ayant
unemigration élec-
trophorétique de type y-globulines.
Cependant, même après concentration,
nousn’avons jamais pu obtenirlaconfir- mation directe par immunoélectrophorèse de la présence de Y -globulines au niveau
de l’oviducte.
3
.
-Acides aminés libres
a) Sécrétions tubaires.
Identificatian : dans le tableau
2figurent
tousles acides aminés détectés, dosés
ou
simplement identifiés.
17
acides aminés
surles
20principaux ont pu être dosés
au coursdu cycle sexuel.
Le tryptophane et les différents produits d’oxydation des acides aminés soufrés : acide cystéique, méthionine sulfoxyde et sulfone,
ontété mis
enévidence.
Tous les composés du cycle de l’urée : citrulline, ornithine, arginine, urée sont présents.
Quelques
autresacides aminés
oucomposés apparentés
ontpu être détectés : acide y-aminobutyrique, i-méthyl-histidine, carnosine, fi-alanine, taurine et éthano-
lamine.
Dosages quantitatifs (tabl. 2 ).
La glycine est l’acide aminé le plus abondant. I,es taux de sérine, alanine, acide glutamique, sont également importants. Cependant, si les acides aminés ramifiés
sontbien représentés, les basiques, les soufrés et la proline sont présents
enquantités limitées.
Comme M AS T ROIANNI et al. (ig6i)
nous avonspu constater qu’il existe
unevaria- bilité importante d’un animal à l’autre pour
unacide aminé donné. Cependant, si
la plupart des acides aminés semblent augmenter légèrement après ovulation, seuls
varient significativement l’alanine, la glycine et l’acide glutamique.
-
glycine :
au momentde l’ovulation le
tauxde glycine est significativement plus faible que celui du témoin. Les taux des 3e, 4 e et 5 jours après l’injection d’HCG
sont
significativement supérieurs à la valeur de
cemême témoin.
-
acide glutamique : les
tauxdes 3 et q e j jours post HCG sont significativement supérieurs
autémoin.
-
alanine : l’augmentation des 3 e
et4 e jours post HCG
estsignificative par rapport
autémoin.
I,’ensemble asparagine-glutamine-sérine augmente significativement 3 , 4 ,
5 jours post HCG.
b) Plasma (tabl. 3 et q.).
Les taux et les porportions relatives des différents acides aminés sont assez voisins dans le plasma et dans les fluides tubaires.
L’analyse de variance permet de conclure, dans le cadre de notre étude (nombre
de répétitions) qu’il
ne seproduit pas de variations significatives
auniveau du plasma pendant le cycle sexuel,
auxdates que
nous avonschoisies.
Nos résultats,
enaccord
avec ceuxde G ODFRAIN et al. ( 19 6 9 ), compte tenu des variations observées selon la technique d’extraction (éthanol
ouacide sulfosa-
lycilique), font apparaître les points suivants :
-
la glycine est toujours présente à
untaux nettement plus important dans le liquide de l’oviducte ;
-
les acides aminés basiques (surtout lysine et arginine) sont
enconcentration
plus importante dans le plasma. La proline et la citrulline obéissent à la même
règle ;
-
la fi-alanine n’a pu être détectée dans le plasma ;
- nous
n’avons pu mettre
enévidence de façon claire la présence d’éthanol-
amine dans le plasma. G OD F RAIN
etal.
nel’ont pas détecté
nonplus, mais ont, par contre, signalé la présence d’hydroxyproline.
III. -
DISCUSSION
z. -
Zymogrammes
Les zymogrammes sériques
ettubaires sont sensiblement identiques, cependant
les activités du sérum sont généralement plus intenses. Nous n’avons pas observé de
différence
entreles zymogrammes sériques des mâles et
ceuxdes femelles.
On peut donc admettre l’hypothèse selon laquelle les enzymes proviendraient
pour partie d’un transit à partir du système circulatoire
autravers des cellules de
l’épithélium tubaire.
Les activités enzymatiques détectées semblent pouvoir
assumer unrôle inté- ressant lors du processus de fécondation
et au coursdes premiers stades de l’onto- genèse.
Rôle dan.s le processus de capacitation.
Il semble que seule l’amylase, parmi les enzymes testées, puisse intervenir dans la capacitation. Ceci serait d’ailleurs pour partie
enaccord
avecK IRTON et I3 A xS
( I9 65).
Rôle nutritionnel.
Les estérases et les phosphatases peuvent être
en mesurede fournir de l’énergie
et des métabolites assimilables tant
auxspermatozoïdes (WHIT! et W AIIAC T, 19 6 1 ) qu’à l’oeuf fécondé, par hydrolyse de composés tubaires.
Les aminopeptidases pourraient jouer
unrôle analogue.
Rôle dans le
«nettoyage » du tractus.
Selon Josm ( 197 0),
uneenzyme de type leucyl- et alanyl-aminopeptidase serait responsable de la décapitation des spermatozoïdes chez le Rat. Il est à noter que des enzymes de
cetype sont présentes et pourraient intervenir de la même façon
dans l’oviducte.
Il est intéressant de noter la présence d’une lipase dans les trois fluides Le rôle de cette enzyme dans le liquide séminal et dans les fluides tubaires est pour l’instant difficile à interpréter.
2
. -
Les protéines
Nous n’avons jamais pu mettre
enévidence toutes les composantes sériques
dans les sécrétions tubaires même après concentration (ME NEZO , 1971 ). Nos résul-
tats sont
enaccord
avec ceuxde S HAP IR O et al. ( 1971 ).
Les protéines présentes
enquantité plus importante dans les liquides tubaires
sont l’albumine et la transferrine, donc des composantes de poids moléculaire moyen.
D’autre part,
nousn’avons jamais pu
mettre enévidence les y-globulines, mais de
faibles quantités de p zA-globulines dont le poids moléculaire est moins important.
Il semblerait donc exister, si l’on retient pour partie l’hypothèse d’un transfert à
partir du système vasculaire,
unesélection
auniveau de la paroi tubaire, sélection qui pourrait
sefaire
enfonction du poids moléculaire.
Les réactions antigènes-anticorps de faible intensité, observables dans l’ovi- ducte (GLASS, I g6g ; BE HRM A N , I g6g ; ACKE RM A N et G ONZ A I <E S -E ND Ë R S, ig6g)
seraient vraisemblablement dues
auxIgA.
3
.
-Acides aminés libres
a) Sécrétions tubaires.
Elles
seprésentent
sousla forme d’un milieu très riche
etil semble que des relations métaboliques de type nutritionnel puissent exister entre l’oeuf
et cemilieu.
Tous les acides aminés décrits par D ANI E L
etcoll. ( 19 6 3 , 19 6 7 , 19 68)
commenécessaires
audéveloppement de l’oeuf pendant
sespremiers stades sont présents
dans les fluides tubaires.
Il est d’autre part intéressant de noter,
commel’avaient fait P!RxINS et G OODE
( 19 6 7
) chez la Brebis et GR!GOIR! et al. ( I g6 I ) chez le Lapin que la glycine est prépon-
dérante
auniveau de l’oviducte. En effet, les milieux à base de glycine peuvent être employés pour la dilution et la conservation des spermatozoïdes
en vuede
l’insémination artificielle. D’autre part, elle peut être incorporée directement dans la chaîne de biosynthèse du matériel nucléaire (bases puriques) selon le
processus suivant :
D-ribosylamine 5 -phosphate -> 5 ’-phospho-ribosylglycine amide - inosine
5’-phosphate -!- glycine
En
cequi
concerneles variations quantitatives des acides aminés, l’augmen-
tation significative observée pour certains AA correspond dans le temps à l’appa-
rition de la blastokinine de K RIS xrrnrr et D ANI E L ( 19 6 7 - 19 68) dans l’utérus (U RZUA
et al., 1970).
Il
estprobable que
cesdeux phénomènes, l’un observable
auniveau de l’ovi- ducte, l’autre
auniveau de l’utérus, dépendent du même régulateur hormonal :
,
œstrogènes
les oestrogènes,
° oudu rapport
!progestérone et dérivés. progestérone et dérives.
Dans cette hypothèse,
nosrésultats seraient
enpartie comparables à
ceuxde GR!GOIR$ et al. (Ig6I).
Cependant,
commele volume de fluides tubaires diminue à partir du 3e jour
suivant le déclenchement de l’ovulation, l’augmentation du taux des acides aminés est modulée par cette diminution de volume.
Les
«mouvements d’eau » joueraient ainsi
unrôle important : la quantité d’acides
aminés restant sensiblement constante, seule la concentration varie.
Enfin, il semble que l’augmentation observée pour le liquide tubaire
nepuisse
guère
serévéler pleinement efficace pour l’oeuf, celui-ci passant
eneffet de l’oviducte dans l’utérus
au momentoù intervient
cettevariation.
b) Relations plasma-séc y étions tubaires.
Les concentrations sont, pour la plupart des acides aminés, du même ordre de grandeur. Un transit sélectif à travers la paroi de l’oviducte n’est donc pas à exclure,
cequi expliquerait que certains acides aminés sont plus (glycine)
oumoins
bien (proline) représentés dans les sécrétions tubaires que dans le plasma. Cepen-
dant la participation active de l’épithélium est vraisemblable : la fi-alanine et l’étha-
nolamine observables seulement
auniveau de l’oviducte
nepeuvent
sansdoute pro- venir que d’un processus de synthèse
oude dégradation proprement tubaire, vrai-
semblablement
auniveau de l’épithélium.
CONCLUSIONS
L’étude comparée des sécrétions tubaires
etdu plasma (ou sérum) conduit
à penser que le liquide tubaire pourrait tirer
sonorigine d’un double processus :
uneperméabilité à
traversla paroi laissant passer les composés sériques, et
unebio- synthèse propre
auniveau des cellules sécrétrices. La paroi tubaire semblerait pou- voir jouer le rôle de membrane de dialyse
en cequi
concerneles petites molécules
et
les molécules protéiques d’un poids moléculaire peu élevé (enzymes, globulines).
I,es y-globulines,
aucontraire, franchiraient mal la paroi à
causede leur dimension moléculaire. Les différences de concentrations observées pour certains composés
résulteraient de modifications du processus de
«dialyse
»et de l’évolution de la bio-
synthèse
auniveau des cellules sécrétrices. L’analyse des conditions précises qui régissent
cedouble phénomène implique la mise
en oeuvrede techniques complé-
mentaires diverses, histochimie et étude ultrastructurale de l’épithélium tubaire
d’une part, utilisation de molécules marquées dont le transit éventuel pourrait être suivi, d’autre part.
Sur
unplan pratique enfin, il semble que le sérum dialysé puisse servir de base chez certaines espèces à la constitution d’un milieu de culture des oeufs de l’orga-
nisme homologue, bien que le liquide folliculaire, que
nousn’avons pas étudié, puisse jouer également
unrôle important.
Reçu pour publication
enfévrier
19%2.REMERCIEMENTS
Nous remercions vivement M. C. THIBAULT
qui
fut àl’origine
de ce travail et dont les conseils éclairés nous furentprécieux.
SUMMARY
THE AMINO CONSTITUENTS OF TUBAI, SECRETIONS IN THE RABBIT
( ZYMO G R A M - PR OTE IN
=-?REE AMINO-ACIDS)
Three
components
of the tubal secretions of the doe-rabbit arecontinuously
collectedduring
the sexual
cycle :
-
enzymatic
ornon-enzymatic proteins
- free amino acids
The tubal zymogram is
compared
to that of the serum and the seminalliquid.
It includesesterases, phosphatases, amino-peptidases,
andamylase.
Tubal enzyme activities areusually
lessthan those of their seric
homologues.
Esterasic and
phosphatasic
oviduct activities seem to increase at ovulation time andduring
the three
following days.
Seminal
liquid
does not haveamylase
but isdistinguished by
more osidases of a somewhatcomplex
nature.Albumin, transferrin,
andIg A
are detected in tubal fluids.Oviduct secretions seem to be a
complex
medium from theviewpoint
of amino acids and rela- tedcompositions,
andqualitatively
andquantitatively
rather similar to serum. There is ahigh
amount of
glycine
in both fluids.Alanine, glycine,
andglutamic
acid increasesignificantly
after ovulation the3 rd
and4 th post-
HCGdays. Moreover,
oviduct secretions seem to be somewhat different than serum since somecompositions present
in the oviduct are not found in serum.RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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