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Dépôt Institutionnel de l’Université libre de Bruxelles / Université libre de Bruxelles Institutional Repository
Thèse de doctorat/ PhD Thesis Citation APA:
Saint-Guillain, M. (1977). Localisation des hormones corticotrope et melanotropes au niveau de l'hypophyse du rat: analyse immunocytochimique et étude expérimentale des facteurs modifiant ces activités hypophysaires (Unpublished doctoral dissertation). Université libre de Bruxelles, Faculté des sciences, Bruxelles.
Disponible à / Available at permalink : https://dipot.ulb.ac.be/dspace/bitstream/2013/214271/3/41616faf-d613-487e-8083-67c5495dce78.txt
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UNIVERSITE LIBRE DE BRUXELLES
Laboratoire d’Histologie de la Faculté de Médecine
Directeurs : Professeurs M. Herlant et J. L. Pasteels
Laboratoire^de Biologie animale et d’Histologie comparée
L la Faculté des Sciences
Directeur : Professeur H. Herlant-Meewis
LOCALISATION DES HORMONES CORTICOTROPE ET MELANOTROPES AU NIVEAU DE L’HYPOPHYSE DU RAT Analyse immunocytochimique et étude expérimentale des facteurs modifiant ces activités hypophysaires
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Travail effectué en vue de l’obtention du grade de Docteur en Sciences par
MARC L. SAINT - GUILLAIN
Assistant au Laboratoire d'Histologie de la Faculté de Médecine
+ CET OJVRAGE N’ETAMT PAS + DARS LE JXXyîAIHE PUBLIC,
+ ÎIE PEUT ETRE CaMMUNia’E +
^QU’AVEC L'AUTORISATION DE L'AUTEUR. +
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Université Libre de Bruxel es
00359 1 S'PS
A ma femme.
avec toute mon affection.
"Je. bexuLcoap à czux quz j'cu. (vünéi, à ceux ao66x quû. m'ont chot6t."
Camille “BOURNIQUEL.
Monsieur le Professeur Marc HERLANT m'a initié à cette
difficile mais combien passionnante discipline qu’est 1’ Endocrinologie.
Il a su me communiquer son intérêt et son enthousiasme pour la cyto
logie hypophysaire, et surtout, il a bien voulu me faire profiter de sa grande expérience. Les conseils qu'il m'a fournis et l'intérêt qu'il a manifesté pour ce travail ont constitué pour moi un encouragement précieux. Qu'il trouve ici l'expression de ma très grande reconnaissance.
Monsieur le Professeur J.L. PASTEELS m'a également accordé sa confiance lorsque je suis entré au laboratoire d’ Histologie. J’ai bénéficié de son soutien, de son expérience et de ses encouragements;
qu'il veuille bien trouver ici le témoignage de mes plus vifs remer
ciements et d’une reconnaissance dévouée.
Je tiens également à remercier Monsieur le Professeur J. DESCLIN qui m'a apporté son aide et qui a bien voulu consacrer de son temps à remettre de l'ordre dans mes idées lorsqu’elles ne furent pas claires.
Madame C.DESSY, chef de travaux à la Faculté de Médecine Vétérinaire de 1’ Université de Liège, m’a fourni sans compter la majorité des immunsérums préparés par ses soins; Madame J.A. HEUSON- STIENNON, chef de travaux au laboratoire, m'a initié à la microscopie électronique, m'a aidé et conseillé judicieusement dans mon travail;
Madame KETELBANT-BALASSE, première assistante agrégée au laboratoire d' Anatomie Pathologique, a accepté de m’initier à la microscopie électronique à balayage et m'a apporté son aide précieuse pour cette partie du travail. Que ces personnes veuillent bien trouver ici l’expression de toute' ma reconnaissance.
Je tiens à remercier très sincèrement Madame G. PATTYN, Messieurs J. WERRY et S. VERSET pour leur collaboration technique
4 ()8620
qui fut non seulement précieuse mais surtout efficace; c’est grâce à leur grande compétence que ce travail a pu être mené à bien.
Mademoiselle C. NUYENS et Madame G. PATTYN ont mis tout leur talent à réaliser les documents photographiques qui ne furent pas toujours faciles à obtenir, et Mademoiselle P. MIROIR s'est chargée de dactylographier le manuscript avec le soin que nous lui connaissons. Qu’ elles acceptent ici toute ma reconnaissance.
Mes remerciements s'adressent également à mes collègues Monsieur le docteur A. DANGUY, Messieurs G. TOUBEAU et R. SHERIDAN.
Leur contact stimulant et leur aide bienveillante furentjpour moi d'un précieux concours.
Enfin, que les autres membres du laboratoire. Mesdames F. MÜENS, A.M. COUCK, E. VERBIST, M. BAETEN, A. SCHRAM et Messieurs L. SURARD, S. DEGENEFFE, trouvent ici les marques de toute ma
sympathie.
AVANTPRÜPQS 1
INTRODUCTION 4
1. GENERALITES 4
1.1. La cytologie hypophysaire 5
1.1.1. Structure hypophysaire
1.1.2. Les cellules de 1'adénohypophyse 1.1.3. Les cellules du lobe intermédiaire
1.2. Les hormones hypophysaires 8
1.3. Mécanismes de régulation 11
2. L’HORMONE CORTICOTROPE OU ACTH 12
2.1. La fonction corticotrope 12
2.2. Structure chimique de l'ACTH 13
2.3. Identification fonctionnelle des cellules corticotropes 14 2.3.1. Conceptions classiques antérieures
2.3.2. Les méthodes nouvelles
2.3.3. Les cellules corticotropes du lobe intermédiaire 2.4. Mécanismes de régulation de la fonction corticotrope 24 3. LES HORMONES MELANOTROPES OU MSH o6 ET MSH /l 26
3.1. La fonction mélanotrope 26
3.2. Identification fonctionnelle des cellules mélanotropes 28 3.3. Mécanismes de régulation de la fonction mélanotrope 29 4. FONCTIONS APPARENTEES ET LOCALISATION DES HORMONES
POLYPEPTIDIQUES 31
CDNCLUSIDNS ET BUT DU TRAVAIL 34
MATERIEL ET METHODES 36
1. LES ANIMAUX 36
2. LES METHODES 39
2.1. Fixation, déshydratation et inclusion pour la M.O. 39 2.2. Colorations pour la microscopie optique 39 2.3. Fixation, déshydratation et inclusion pour la M.E. 39 2.4. Les marquages immunocytochimiques 41 2.5. Méthodes d’identification cellulaire au M.E. par les 42
marquages immunocytochimiques
2.6. Apport du microscope électronique à balayage 43
2.7. Technique hiatométrique 44
2.8. Les témoins 45
RESULTATS 47
1. LES CELLULES CORTICOTROPES ET MELANDTROPES DE L’HYPOPHYSE
DU RAT NORMAL 47
1.1. Au niveau du lobe antérieur 47
1.2. Au niveau du lobe intermédiaire 54
1.3. Les marquages immunocytochimiques par les différents
immunsérums 57
2. LES CELLULES ACTH ET MSH DE L’HYPOPHYSE DU RAT
SURRENALECTOMISE 59
3; LES CELLULES ACTH ET MSH DE L’HYPOPHYSE DU RAT TRAITE
PAR LA METDPIRONE 61
4. LES CELLULES ACTH ET MSH DE L’HYPOPHYSE DU RAT TRAITE
PAR LA DEXAMETHASONE 62
5. LES CELLULES ACTH ET MSH DE L’HYPOPHYSE DE RATES
ANDRDGENISEES ET DE RATES EN LACTATION 64
6. LES CELLULES ACTH ET MSH DE L’HYPOPHYSE DU RAT STRESSE 64 7. LES CELLULES ACTH ET MSH DE L’HYPOPHYSE DU RAT TRAITE
PAR LA LYSINE-VASOPRESSINE 66
8. LES CELLULES ACTH ET MSH DE L’HYPOPHYSE DU RAT SOUMIS
A LA DESHYDRATATION 68
DISCUSSION ET CONCLUSIONS 73
1. LES METHODES UTILISEES 73
1.1. Méthodes directe, indirecte et triple de marquages
immunocytochimiques 73
1.2. Les méthodes immunocytochimiques d'identification
cellulaire -au microscope électronique 74
1.3. Les immunsérums spécifiques 76
2. LES CELLULES ACTH ET MSH DE L’HYPOPHYSE DU RAT 77
2.1. Au niveau du lobe antérieur 77
2.2. Au niveau du lobe intermédiaire 79
3. MECANISMES DE CONTROLE DU LOBE ANTERIEUR ET DU LOBE
INTERMEDIAIRE B1
APPENDICE TECHNIQUE 66
1. PRINCIPES DES METHODES IMMUNOCYTOCHIMIQUES 86 2. PREPARATION DES IMMUNSERUMS SPECIFIQUES 87 3. PRINCIPES DES TECHNIQUES DE MARQUAGES IMMUNOCYTOCHIMIQUES 92
4. LES DOUBLES MARQUAGES 96
5. UTILISATION ET CONDITIONNEMENT DES IMMUNSERUMS 96
BIBLIDGRAPHIEA 98
BIBLIOGRAPHIEB 137
AVANT PROPOS
1 .
Le rôle endocrinien de l'hypophyse n’est actuellement ignoré de personne. Cet organe, situé à la base du cerveau, exerce des fonctions multiples et importantes, et intervient dans le fonctionnement de toutes
les autres glandes endocrines. A ce jour, pas moins de dix facteurs hor
monaux distincts ont été isolés à partir d’extraits hypophysaires, et il ne semble pas exclu que de nouvelles hormones, encore à découvrir, viennent s’ajouter dans l’avenir à cette liste déjà longue.
La multiplicité des fonctions hypophysaires est le reflet de la complexité de sa structure anatomique et microscopique : les cellules sécrétrices constituant les différentes parties de l’hypophyse et res
ponsables de ses activités forment, en effet, des populations hétérogè
nes. Ce grand nombre de fonctions hypophysaires et la complexité cyto
logique de l’organe expliquent l’intérêt que lui ont toujours porté les biologistes, qu’ils soient physiologistes ou morphologistes. En se ba
sant sur des critères purement morphologiques, les histologistes se sont efforcés de caractériser et de dénombrer les différents éléments cellulaires observables dans l’hypophyse. Ensuite, partant du principe vraisemblable que chaque activité hormonale reconnue devait avoir une origine cellulaire distincte, ils ont tenté d’attribuer à chaque type cellulaire distinct la sécrétion d’une hormone.
D’autre part, quand le nombre des hormones identifiées s’est accru, les chercheurs se sont efforcés de reconnaître de nouvelles catégories cel
lulaires inaperçues auparavant.
Deux types de méthodes ont principalement été mises en oeuvre pour atteindre ces objectifs. D’une part, des techniques cytologiques et histologiques de plus en plus raffinées ont permis de distinguer de nombreuses catégories de cellules hypophysaires différentes.
D’autre part, des modèles expérimentaux de plus en plus ingénieux ont été imaginés pour vérifier l’identification des types cellulaires ainsi observés.
Cependant, l'extraordinaire développement de nouvelles tech
niques a, depuis lors, fréquemment bouleversé les notions acquises antérieurement. Néanmoins, nombre de nos opinions actuelles sur les fonctions des différents types cellulaires de l’hypophyse sont basées sur les résultats acquis par les méthodes classiques et restent toujours valables.
Parmi les fonctions hypophysaires connues depuis longtemps, il en est une dont l'origine cellulaire a été l'objet d’interprétations diverses qui ont donné lieu à de nombreuses controverses. Il s'agit de l'identification précise des cellules sécrétant l’hormone corticotrope.
Cette hormone est d'une importance capitale pour la physiologie de l’or
ganisme, car elle exerce son influence sur le cortex surrénalien. Par ailleurs, l’hormone corticotrope fait partie de la famille des hormones polypeptidiques, avec les intermédines et les lipotropines. Ces hormo
nes ont entre elles de nombreuses similitudes structurales et physiolo
giques, comme nous le verrons plus tard. Chez les mammifères cependant, le rôle des hormones mélanotropes et lipotropes demeure fort obscur.
L'importance de la fonction corticotrope, de même que celle des autres hormones polypeptidiques et l’incertitude qui subsiste encore quant à l'identité des types cellulaires hypophysaires qui en sont res
ponsables nous ont conduits à entreprendre le présent travail. Nous nous sommes fixé pour objectif de déterminer, sans ambiguité, l’origine cellulaire des fonctions corticotrope et mélanotrope hypophysaires chez le rat. Le choix de cette espèce animale s'*imposait, car les différen
tes fonctions hypophysaires y ont été le mieux étudiées bien que, para
doxalement, l'origine des hormones corticotropes et mélanotropes y soit encore incertaine.
Pour réaliser notre étude, nous avons utilisé des techniques histologiques classiques éprouvées auxquelles nous avons adjoint des méthodes cytologiques beaucoup plus récentes. Ceci nous a permis d’ob
tenir des renseignements nouveaux, mais aussi nous a autorisé à expli
quer, à la lumière de nos résultats, les anciennes conceptions.
3.
Avant d Gxposer Igs tGchniquGs GmployéGS Gt dG voir si Igs tb~ sultats qu gIIgs ont fournis, ont parmis d'attaindra la but proposé, il Gst indispGnsablG dG rappalar l’état actual du problèma abordé.
INTRODUCTION
1. GENERALITES
Si nous voulions ramasser en une phrase unique le premier but de cette étude, nous pourrions la formuler dans ces termes :
E&t-ÀZ poi>i>Â.bl.Q, pt^c6 de, coAaciêAxàeÆ da/U) V kypophy^z un typz ceJiÙJilaÙLZ dJj>tincjt de toa^ tzi> awUioji eX fieJ>poYU>cibJieM à. Zwi 6eut de ta. ^zcA&tlon d'une 6ealz komonz à acXXvtté. puAzmznt zonXi- cot/iopz; en ua-t'tl de même pour te^ komoneA mé.tarLotn.opeJ> ?
Le problème ainsi posé, il apparaîtra clairement à chacun que sa solu
tion dépend des réponses qu'on peut donner aux préalable à deux autres questions fondamentales :
Question n° 1 : Combtzn de typej> celtutaÂJieJ) duttncXà AzconmZt-on dans t'hypophy.6z ? V zn a-t-tt un nomb^z zgat, .àupzAtzuA. ou tn^z-
^zuA à zztuÀ. deJi acXlvttzi> hoàmonaZzi n.zpznXofvize ?
Question n° 2 : Combtzn d'acXtvttzàou ^onctton^ hypopky6cU/iej> a-t~on tdzntt^tzz^, zt combtzn de czi ^onctlon6 coM.z^pondznt-zItz6 à une
^oAmone nzeZtoMznX cLL&ttnctz ?
La réponse à la première question nous amènera à la description de la cytologie hypophysaire tandis que celle de la seconde nous fera envisa
ger les hormones hypophysaires. A ces deux questions, de très nombreux chercheurs ont apporté des réponses qui ont fréquemment varié. En fait, les opinions diverses et souvent contradictoires qui se sont succédées ont valu ce que valaient les techniques mises en oeuvre pour les étayer.
En retracer ici tous les détails, sort du cadre de notre travail.
Nous nous bornerons à rappeler plus précisément les faits dont la con
naissance est indispensable à la bonne compréhension du problème qui nous occupe. Par la suite, nous insisterons plus particulièrement sur les points se rapportant spécifiquement aux fonctions que nous nous pro
posons d'étudier.
5.
1.1. La cytologie hypophysaire
1.1.1. Structure hypophysaire
Nous ne reviendrons pas ici sur le détail de la structure ana
tomique de l’hypophyse, ni sur son embryogenèse. Rappelons-en simple
ment quelques généralités essentielles (Fig. 1).
Dérivant à la fois d’un diverticule de l’épithélium pharyngien et d’une expansion du plancher du troisième ventricule diencéphalique venue à sa rencontre, l’hypophyse présente une structure hétérogène. Le lobe antérieur et le lobe intermédiaire possèdent une structure épithé
liale glandulaire typique, tandis que le lobe postérieur, ou neurohypo
physe, est essentiellement composé de fibres axonales issues de neurones situés dans l'hypothalamus. Bien que des interrelations fonctionnelles existent entre le lobe postérieur et les autres lobes de l’hypophyse, la neurohypophyse n’élabore ni n’accumule, en principe, de corticotro- pine (ACTH], d’intermédines (MSH] ni de lipotropines (LPH]. Nous limi
terons donc cette revue aux observations portant sur les autres composan tes de l’hypophyse : lobe antérieur ou adénohypophyse, et le lobe inter
médiaire.
1.1.2. Les cellules de 1’adénohypophyse
L’adénohypophyse est constituée de cellules épithéliales glandu
laires formant des cordons anastomosés entre eux, et entre lesquels cir
culent d’abondants sinusoïdes sanguins. On sait depuis fort longtemps que les cellules glandulaires de 1'adénohypophyse représentent une popu
lation hétérogène (FLESCH, 1884]. Dès les premières études consacrées à cet organe, on y a distingué, sur la base de leurs affinités tincto
riales pour certains colorants histolologiques, des éléments acidophiles d’autres basophiles, et enfin, des cellules dites chromophobes (SCHDNE- NANN, 1892]. Les cellules chromophobes ont eu droit à cette appellation par suite du peu d’affinité qu’elles montrent pour la plupart des colo
rants employés en histologie. Ce sont, en principe, les grains de sécré tion contenus dans les cellules glandulaires qui leur confèrent leurs
affinités tinctoriales. Ce sont également ces grains qui sont le sup
port des hormones élaborées ou de leurs précurseurs.
Actuellement, il est bien établi que, si certaines cellules de l’adéno- hypophyse semblent être des "chromophobes”, cela est dû à leur trop faible teneur en granulations spécifiques pour être décelable par les techniques usuelles de microscopie optique. Les cellules chromophobes sont donc en réalité des cellules chromophiles, soit très actives et ayant déversé à l’extérieur la quasi totalité de leurs grains de sécré
tion, soit au contraire au repos et n’ayant synthétisé que de très fai
bles quantités d’hormone. Dn peut donc considérer que 1’adénohypophyse ne contient que des cellules chromophiles : acidophiles et basophiles.
Les cellules dites basophiles doivent leur basophilie à leur teneur en glycoprotéines, fait qu’on peut mettre en parallèle avec l’exis
tence des hormones glycoprotidiques gonadotropes et thyréotropes.
Les cellules acidophiles doivent cette acidophilie à leurs grains séreux, c’est-à-dire purement protidiques, et rappelons à ce propos
qu’un certain nombre d’hormones hypophysaires sont soit des protéines, soit des polypeptides.
Le raffinement des méthodes de coloration a progressivement per
mis la subdivision de ces deux grands groupes de cellules en plusieurs catégories distinctes. Le nombre et les caractéristiques en ont fré
quemment varié, ce qui a provoqué de nombreux malentendus. Trois fac
teurs principaux sont à l’origine des confusions qui longtemps ont régné dans ce domaine :
- la multiplicité des méthodes de coloration mises en oeuvre par les différents chercheurs et le manque d’uniformisation des techniques;
- l’absence de concordance des terminologies adoptées dans les diffé
rents laboratoires pour décrire les types cellulaires observés;
- la grande variété des espèces zoologiques étudiées, provoquant par
fois des généralisations imprudentes à partir d’observations limitées à l’une ou l’autre espèce en particulier.
Nous ne pouvons songer à donner ici la liste des multiples nomen
clatures ayant successivement servi à l’identification, chez diverses
7.
espèces animales, des différents types de cellules hypophysaires.
Ces questions ont par ailleurs fait l'objet, à plusieurs reprises, d'excellentes mises au point auxquelles on pourra se référer [FRIEDGOÜD et DAWSQN, 1937; DAWSON et FRIEDGOOD, 1938; ROMEIS, 1940, LACOUR, 195G, HALMI, 1950, 1952, PEARSE, 1952, PURVES et GRIESBACH, 1956, 1957,
HERLANT, 1956, 1959, 1962 a et b, 1964, 1973, HERLANT et RACADÜT, 1957;
PURVES, 1961, HERLANT et PASTEELS, 1967; KLASTERSKY et HERLANT, 19673.
Rappelons seulement que c'est grâce à la persévérance des efforts inces
sants de quelques chercheurs, au nombre desquels en particulier HERLANT et ses élèves se sont illustrés, qu'un tableau actuellement plus clair de la cytologie hypophysaire peut être présenté.
Par ailleurs, à la suite des travaux de HERLANT (1964) et de HERLANT et PASTEELS (1967), on s'accorde désormais à adopter une termi
nologie fonctionnelle, consistant en la définition des cellules hypophy
saires par les fonctions qu’on leur attribue. ün parlera ainsi de cel
lules somatotropes, corticotropes, thyréotropes, etc... Cette attitude présente l’immense avantage de dissiper les équivoques résultant aupara
vant de l’emploi de nomenclatures arbitraires, telles que cellules ûL , cellules , etc..., ou cellules carminophiles, orangeophiles, cyanophi- les, par exemple. Remarquons toutefois que si cette nomenclature fonc
tionnelle est simple et évidente pour tous, son emploi présuppose impli
citement que l’identification fonctionnelle des différents types cellu
laires de l'hypophyse est définitivement acquise.
A l'heure actuelle, les cellules du lobe antérieur dont l’activité fonctionnelle est généralement admise sont les suivantes :
- Zu CQÂ^JUitQJ) aCyidopkLtOA) (séreuses) comprenant les cellules somatotro
pes (acidophiles classiques) et les cellules à prolactine (érythrosino- philes);
- ZeJ> ceMuiZu boJiOphJJiU) (glycoprotidiques) comprenant les cellules gona
dotropes et les cellules thyréotropes. Certaines difficultés existent encore pour distinguer, au sein du groupe des cellules basophiles, les catégories cellulaires individuelles correspondant aux fonctions séparées gonadotro
pes et thyréotrope.
Quant aux cellules corticotropes ou à ACTH, elles ont été ran
gées tantôt parmi les éléments basophiles, tantôt parmi les éléments acidophiles.
1.1.3. Les cellules du lobe intermédiaire
Le lobe intermédiaire de l'hypophyse a une organisation beau
coup plus simple que le lobe antérieur. C'est un feuillet épithélial pluristratifié qui présente souvent une organisation lobulée. La vas
cularisation y apparaît moins importante ainsi que la trame conjonctive, ce qui entraîne une disposition beaucoup plus homogène et compacte des cellules glandulaires. Le lobe intermédiaire est étroitement accolé au lobe nerveux, et, si chez le rat, ce lobe possède une vascularisation extrêmement réduite, il présente à l'encontre du lobe antérieur une innervation importante, d'origine hypothalamique.
Classiquement, toutes les cellules du lobe intermédiaire mon
trent une nette basophilie très homogène malgré le fait que certains auteurs y voient parfois des catégories cellulaires distinctes, comme
nous le verrons plus tard.
Quoi qu'il en soit, les cellules glandulaires sont responsables de la sécrétion des intermédines (oCet^MSH], et plus récemment, on y a mis en évidence de l'ACTH et des lipotropines.
1.2. Les hormones hypophysaires
Qn admet aujourd'hui l'existence de dix hormones hypophysaires distinctes. Plusieurs critères de classification peuvent servir à les distinguer les unes des auttes.
1°3 Les critères biochimiques : la constitution chimique des hormones.
2°) Les critères fonctionnels : les activités biologiques, c'est-à- dire les fonctions hormonales.
3°) Les caractéristiques morphologiques : le lieu de l'élaboration des hormones au sein de cet organe hétérogène qu'est l’hypophyse.
9.
Tous ces critères permettent d'obtenir des classifications co
hérentes. Cependant, chacune de ces classifications comporte encore des incertitudes et amène à définir un nombre d'hormones différent de celui obtenu par les deux autres modes de classement. C'est là une des difficultés majeures auxquelles les chercheurs se sont heurtés : la nécessité de se donner des hormones hypophysaires une représentation cohérente qui tienne à la fois compte de leurs propriétés fonctionnel
les, de leurs caractéristiques biochimiques, et aussi de leur origine.
Les hormones hypophysaires définies jusqu'à présent sont les suivantes :
1) - parmi les hormones polypeptidiques :
- la corticotropine ou ACTH {^dreno-£ortico-T^rophic-H^ormone) - la mélanotropine ou plutôt les intermédines oï et « ou HSH oL
et MSH /) (jlelanocyte-^timulating-Hormone]
- les lipotropines ou les LPH )[, - l'ocytocine
- la vasopressine ou ADH (^nti-Diiuretic-JHormone3 2) - parmi les hormones protidiques :
- la somatotropine ou hormone de croissance ou STH [Somato- T_ro P h i c - H^o rmo n e )
- la prolactine ou hormone lactogène, ou LTH (Luteo-Trophic- H^ormone]
3) - parmi les hormones glycoprotidiques :
- l'hormone folliculostimulante ou FSH (F^ollicle-Stimulating- jHormone)
- l'hormone lutéinisante ou LH (J_uteinizing-Hormone3
- l'hormone thyréotrope ou TSH [T_hyroid-£timulating-H^ormone]
Signalons encore que l'on retrouve :
- STH, LTH, FSH, LH, TSH, ACTH et LPH dans le lobe antérieur - MSH <1 et P> , ACTH et LPH dans le lobe intermédiaire
- ocytocine et vasopressine dans le lobe nerveux, produites par 1'hypothalamus.
Le's différentes hormones hypophysaires se distinguent grâce à leur constitution chimique, mais aussi et surtout grâce aux effets phy
siologiques qu’elles produisent dans l'organisme. La base fonctionnelle de ces identifications paraît aller de soi. En effet, il est évident que ce soient justement les effets physiologiques qui d'emblée ont fait soup
çonner l'existence des hormones et qui ensuite les ont fait rechercher et découvrir.
Une telle classification, toute justifiée qu'elle soit, comporte néanmoins des inconvénients. Ainsi, en fonction des effets physiologi
ques qu’elles provoquent, on a voulu répartir les hormones hypophysaires en deux grands groupes : d'une part, les hoHJfnonOJ> tnûphÂ.qu^.!>, englobant FSH, LH, TSH et ACTH, qui n'agiraient que sur des organes-cibles bien déterminés; d’autre part, les hoàmoneA méXaboLLque^. regroupant STH, pro
lactine, HSH, LPH, ADH et ocytocine qui, en l’absence d'organes-cibles ana
tomiquement définis, agiraient de façon beaucoup plus générale et diffuse sur l’organisme dans son entièreté. Si nous acceptions une telle concep
tion, dans quelle catégorie rangerions-nous l'ACTH : hormone trophique, car agissant spécifiquement sur le cortex surrénalien ? Du au contraire, hor
mone métabolique, car influençant directement le métabolisme glucidique et lipidique ? En réalité, une telle distinction n’est plus justifiée : au niveau de la cellule, toutes les hormones ont des effet métaboliques.
Ces derniers se manifestent de façon plus ou moins diffuse selon que les cellules-cibles qui les produisent sont dispersées ou au contraire concen
trées au sein d’organes anatomiquement définis.
La classification fonctionnelle des hormones hypophysaires pré
sente un deuxième inconvénient plus sérieux encore. En effet, nombre des hormones inventoriées plus haut provoquent au niveau de tissus différents des effets semblables, voire même identiques en apparence. Elles peuvent en outre agir en synergie, l'une potentialisant les effets de l’autre ou au contraire les inhibant. Les exemples de la sorte sont nombreux, et divers ouvrages généraux ou plus spécialisés les détaillent abondamment CFARQUHAR, 1961, 1971; PASTEELS, 1965, TURNER et BAGNARA, 1971; MARGÜULIES et GREENWOOD, 1972; WDLSTENHOLHE et KNIGHT, 1972, BERSON et YALOW, 1973;
11.
HERLANT, 1973; PASTEELS et ROBYN, 1973, FLETCHER et al., 1975, LACY, 1975).
Notre objectif étant d’identifier les cellules hypophysaires responsables de la sécrétion de l’ACTH et des MSH, il nous faut aborder à présent l’examen des fonctions corticotropes et mélanotropes. Les difficultés que cette étude soulève sont principalement liées à l’étroi
te parenté des hormones polypeptidiques : ACTH, MSH, LPH.
1.3. Mécanismes de régulation
A ce résumé des observations générales relatives à la cytologie et aux fonctions hypophysaires, il nous faut encore ajouter quelques in
dications importantes concernant les mécanismes de régulation qui con
trôlent l’élaboration et la sécrétion de ces hormones. En effet, même si ces notions doivent encore accroître la complexité du problème qui nous occupe, elles sont néanmoins indispensables pour apprécier à leur juste valeur les difficultés auxquelles se heurte l’étude des hormones polypeptidiques hypophysaires. Alors seulement, en possession de tous les éléments nécessaires, nous serons en mesure de faire la synthèse des opinions actuelles sur les fonctions corticotropes et mélanotropes, et de formuler les questions qui se posent encore à leur sujet.
Le contrôle hypothalamique des fonctions hypophysaires est un fait acquis, maintenant bien connu de tous. On sait qu’il s’exerce par l’intermédiaire de médiateurs chimiques élaborés par les neurones hypo
thalamiques et déversés dans les vaisseaux sanguins qui irriguent l’hypo
physe (GREEN et HARRIS, 1947). Certains de ces facteurs stimulent les sécrétions hypophysaires (RF : releasing factor), tandis que d’autres les inhibent (IF : inhibiting factor). La synthèse et la libération de ces médiateurs hypothalamiques dépendent elles-mêmes de stimuli divers prove
nant soit du monde extérieur (stimuli sensoriels), soit du milieu interne (taux sanguins des différentes hormones périphériques). Ainsi s’établis
sent entre l’hypophyse et les autres glandes endocrines des boucles de rétroaction (feedback loop^ assurant l’équilibre des différentes sécré
tions hormonales
Dès que l'importance de l’hypothalamus fut établie, on a pos
tulé pour chaque fonction hypophysaire l'existence d'un facteur [ou hormone) hypothalamique correspondant - stimulant ou inhibiteur - spé
cifique de cette fonction. Cette hypothèse reçut d'éclatantes confir
mations, puisque l’existence de nombreuses hormones hypothalamiques a été démontrée, certaines d'entre elles ayant même été synthétisées et vérifiées au point de vue de leur activité CGUILLEflIN, 1963, 1964, 1971J BURGUS et GUILLEMIN, 1970; FDRTIER et LABRIE, 1973; REICHLIN et MITNICK, 1973).
2. L’HORNONE CORTICOTROPE OU ACTH
2.1. La fonction corticotrope
La fonction corticotrope a une importance primordiale pour l’or
ganisme; elle intervient à tout moment de la vie en contrôlant directe
ment ou par voie détournée, des réactions métaboliques multiples. En outre, face aux agressions et innombrables stimuli extérieurs qui sans cesse menacent l'intégrité de l'organisme, la fonction corticotrope constitue un des maillons essentiels de la chaîne des réactions physio
logiques assurant le maintien constant de l’équilibre du milieu interne Choméostase).
La fonction majeure de la corticotropine (ACTH) est de stimuler la stéroïdogenèse dans le cortex surrénalien en y favorisant principa
lement l'élaboration des glycocorticoïdes et, accessoirement, la sécré
tion des corticoïdes sexuels [NELSON et al., 1973). La stimulation prolongée du cortex surrénalien par un taux plasmatique élevé d'ACTH entraîne son hypertrophie qui porte surtout sur les zones fasciculée et réticulée de ce cortex.
Par l’intermédiaire des corticoïdes surrénaliens dont elle sti
mule la sécrétion, l'ACTH a des effets périphériques multiples; il n’est guère possible de les détailler ici, mais leur existence doit néanmoins
13.
être mentionnée pour comprendre que ces effets compliquent singuliè
rement la tâche des expérimentateurs. Rappelons simplement que les corticoïdes surrénaliens influencent le métabolisme des glucides, des lipides, des protéines, mais aussi l'équilibre hydro-minéral, et que les corticoïdes sexuels agissent au niveau du tractus génital tTURNER et BAGNARA, 1971j BERSDN et YALOW, 1973).
L’ACTH a également des effets extra-surrénaliens directs.
Elle agit sur le métabolisme des lipides, provoquant la libération d’acides gras, activant la lipase et ainsi la lipolyse (RUDMAN et al., 1963, AKGUN et al., 1969). Elle agit également sur le métabolisme glucidique, soit en provoquant la libération d'insuline et en amélio
rant ainsi la tolérance au glucose, soit au contraire en stimulant la libération de STH, ce qui aura des effets diabétogènes (LEBÜVITZ,
1973). D'autres effets directs de l'ACTH sont actuellement soupçonnés, notamment sur la synthèse du fibrinogène, la transmission neuromuscu
laire, l’activité thyroïdienne, le métabolisme des lipoprotéines, l'hy- percoagubilité du sang, l’hypocalcémie et sur le système nerveux et le comportement, mais l’importance réelle de ces effets doit être encore établie avec plus de précision [WHITE et ENGEL, 1959; ENGEL, 1961;
LEBÜVITZ, 1964; LEBDVITZ et ENGEL, 1965; ENGEL et LEBOVITZ, 1966; AGKUN et al., 1969; DE WIED, 1962, 1970; HAUN et HALTNEYER, 1975).
Enfin, et ceci est plus important pour le problème qui nous intéresse, l’ACTH influence directement la synthèse des pigments méla
niques. Elle possède une légère activité NSH se traduisant par une ac
tion plus discrète sur la dispersion des grains de pigment dans les mé
lanocytes, par le test classique sur la peau de batracien, par exemple CLEE et LERNER, 1956; LERNER et LEE, 1955).
2.2. Structure chimique de l’ACTH tFig. 2)
L’ACTH a été dosée, extraite, purifiée et isolée, et sa struc
ture chimique établie à partir d’hypophyses de boeufs, de moutons, de porcs, et également dans l’espèce humaine CASTWOOD et al., 1951; BELL,
1354j LI et al., 1955; BELL et SHEPERD, 1955, WHITE et LANOnANN, 1955;
SHEPHERD et al., 1956 a et b; GUILLEIilN et al., 1959; LEE et al., 1961). C'est une chaîne polypeptidique comptant 39 acides aminés, dont le poids moléculaire avoisine 4.500 (LEE, 1973) et dont la syn
thèse a pu être réalisée (SCHWYZER et SIEBER, 1963, 1966; BAJUSZ et al., 1967). La molécule comporte une fraction biologiquement active, commune à toutes les espèces étudiées jusqu’à présent, constituée de la séquence des 24 premiers acides aminés de la chaîne, ou, en abrégé : séquence 1-24. La suite de la chaîne, ou séquence 25-39 est caracté
ristique et spécifique de chaque espèce, mais ne possède apparemment aucun rôle fonctionnel; en effet, sa suppression n’entraîne pas de per
te d’activité biologique (NEY et al., 1964). Toutefois, cette séquen
ce est immunologiquement très active.
L’ACTH de rat n’a pas encore été bien identifiée du point de vue de sa structure. Plusieurs auteurs rapportent des similarités structurales entre ACTH de rat, de porc, d’homme, d’ovins et de bovins (LI, 1959; RINIKER et al., 1972). L’extraordinaire développement des méthodes de dosages radioimmunologiques (MIDGLEY et BEALS, 1971; USATE- GUI et al., 1976) ont permis de conclure que l’ACTH de rat a une struc
ture très proche de celle de l’ACTH humaine, du point de vue biologique et immunologique CHATSUYAHA et al., 1971 a et b; REES et al., 1971).
La différence résiderait en un seul acide aminé en position 26 sur la chaîne polypeptidique (SCOTT et al., 1974).
2.3. Identification fonctionnelle des cellules corticotropes 2.3.1. Conceptions classiques antérieures
2.3.1 .1. j1éjth£^d^s_d_|_i^en_t^f^cat^oj2
Précédemment, nous avons vu que nous disposons de deux sortes de renseignements : d’une part, nous reconnaissons un certain nombre d’hormones à activités plus ou moins bien distinctes, d’autre part, nous observons plusieurs types cellulaires hypophysaires distincts, grâce à diverses méthodes cytologiques ou cytochimiques.
15
Il est évident que la couleur conférée à une cellule, quelle que soit la technique cytologique ou cytochimique traditionnelle em
ployée pour l'obtenir, ne peut à elle seule renseigner sur la fonction hormonale de cette cellule. C'est l'étude cytologique de l'hypophyse d'animaux expérimentaux ou sacrifiés lors d'états physiologiques par
ticuliers qui devrait permettre l'identification fonctionnelle des types cellulaires de 1'adénohypophyse.
A quel type de matériel expérimental s'adresse-t-on principa
lement pour identifier les fonctions hormonales des différents types de cellules de l'hypophyse ? Le principe suivi est simple. Il repose sur le postulat selon lequel toute variation importante d'une fonction hormonale hypophysaire particulière doit se traduire par des modifica
tions morphologiques des cellules responsables de cette fonction. Ces modifications peuvent porter sur la taille ou le nombre des cellules hypophysaires, ou encore, sur leur charge plus ou moins forte en gra
nulations spécifiques. Reste donc, pour observer ces modifications morphologiques, à provoquer des variations fonctionnelles bien définies et ceci, sur l'axe hypothalamo-hypophysio-surrénalien en ce qui nous concerne. Il est, en effet, bien connu que les corticostéroïdes sur
rénaliens ont un effet inhibiteur sur la sécrétion de l'ACTH hypophy
saire par voie directe ou par voie hypothalamique. Ainsi, par exemple, l'augmentation du taux des corticoïdes surrénaliens circulant provoque une diminution de la libération d'ACTH hypophysaire. Inversément, l'abaissement du taux des corticoïdes entraîne une sécrétion accrue d'ACTH par l'hypophyse. Ce type d'interaction nous suggère immédiate
ment plusieurs voies possibles d'approche expérimentale, susceptibles de modifier la fonction corticotrope. La surrénalectomie, l'adminis
tration de corticoïdes, l'emploi d'inhibiteurs métaboliques du cortex surrénalien, le "stress" sont autant de moyens expérimentaux suscepti
bles de modifier cette fonction.
Ces modèles expérimentaux ont été utilisés à de nombreuses re
prises pour tenter d'identifier les cellules corticotropes. L'applica
tion des techniques histologiques ou histochimiques traditionnelles è
l'étude des hypophyses d'animaux ainsi traités a fourni des résultats souvent contradictoires, qu'il nous faut maintenant brièvement passer en revue.
2.3.1.2. j-' ACTH_es^t_s£C£éjté_p£r_d^s_ce^l_l_u_^e^ £hr^omop^ho_be^s Bien que cette opinion ait été défendue à diverses reprises pour plusieurs espèces différentes CPURVES et GRIESBACH, 1957; BARRY et BUGNON, 1960; SALASSA et al., 1959), nous ne nous y attarderons pas, puisque nous avons déjà vu que les cellules chromophobes n'ont pas d'existence réelle, mais sont des cellules chromophiles dégranulées
CLEHUAN, 1929; OKA, 1937; FURTH et al., 1953; PURVES et GRIESBACH, 1956) .
2.3.1.3. L_'^CJTH_e_st_s^c£éjté£ £ar de_s £ej_lul^s acidophiles
Ce sont les cellules acidophiles dont la morphologie ou le nom
bre se modifient de façon variable sous l'influence de la surrénalec
tomie [IGURA, 1927; LEHNAN, 1929, MARTIN, 1932, FINERTY et BRISENÜ- CASTREJÜN, 1948, 1949; FIELD, 1958; THOMPSON, 1959, 1960; QUENUM, 1962;
KRAICER, HERLANT et DUCLOS, 1967; OUBOIS et HERLANT, 1968).
Des modifications en sens divers, du nombre, ou de la taille, ou encore de la charge en granulations de certaines cellules acidophi
les ont été fréquemment signalées après traitement par l'ACTH ou les corticoïdes (COREY et BRITTON, 1931; FRANK, 1937; RASQUIN et HAFTER, 1951; ANTOPOL, 1953; SDULAIRAC et al., 1953; CASTELLANI et ADEZATI, 1953; FIELD, 1957). Chez le chat traité par l'amphénone, inhibiteur métabolique du cortex surrénalien, RACADOT et HERLANT [I960) observent l'hypertrophie d'un type particulier de cellules contenant de fines granulations colorables par 1'érythrosine. La sécrétion d'ACTH fut attribuée à ces cellules, qui chez le chat semblent constituer une troi
sième catégorie d'acidophiles [HERLANT, 1952 a, 1953 a et b). Des cel
lules fort semblables ont également été décrites dans un cas humain d'adénome chromophobe à fonction corticotrope [FONCIN et LE BEAU, 1963, 1965) .
17.
Enfin, l’ultracentrifugation différentielle de broyats d'hypo
physes permit à HERLANT (1952 b, 1953 a et b) d’isoler une fraction à activité ACTH et contenant des granulations acidophîles. Comme on ne l’a montré que beaucoup plus tard, de tels fractionnements ne permet
tent malheureusement pas d’obtenir des activités hormonales parfaite
ment pures, isolées les unes des autres (Hc SHAN, 1964, 1970; HYPIER et Mc SHAN, 1963; PERDUE et Mc SHAN, 1962, 19661.
2.3.1.4. J_’^C_TH_e£t_s£C£éjté£ £a£ £e_s _cel^lu_l_es_b£S£pj20e£
Des modifications très variables portant sur le nombre, la taille ou l’aspect de cellules basophiles ont été rapportées à la suite de la surrénalectomie (SHUMACKER et FIRROR, 1934; GROLLMAN et FIRROR, 1935; WETZSTEIN, 1940; KONEFF et al., 1941, MELLGREN, 1948; TUCHMANN- DUPLESSIS, 1950 a, b et c; FERRER et PELLEGRINI, 1952, TINELLI, 1953, ARAGONA et BATOLO, 1954; KNIGGE, 1955, 1957). Des modifications sou
vent diverses des cellules basophiles ont aussi été observée après traitement par la corticotropine ou les corticoïdes chez le rat (JORES, 1938; KONEFF, 1944 a et b; MELLGREN, 1948; HALMI, 1950, TUCHMANN-
DUPLESSIS, 1950 a, b et c, 1951 a et b; BONDY, 1952; CHITI et ZINOLLI, 1952; KLARNER, 1955; ERIKSSON, 1959, 1961; PRATESI et al., 1960).
2.3.1.5 . £a£ pa£t£cjj l£e£S
En appliquant diverses techniques histologiques et histochimi- ques, certains auteurs décrivent des types cellulaires particuliers aux méthodes utilisées (cellules carminophiles, cyanophiles, etc...)
(ADAMS et SWETTENHAM, 1958; PEARSE, 1952; KNIGGE, 1955; ADAMS et PEARSE, 1959). D’autres, en combinant ces techniques aux méthodes expérimen
tales décrites précédemment, observent des modifications cytologiques tellement variées qu’ils admettent ne pas pouvoir tirer de conclusion (DEL CASTILLO, 1934; HALMI, 1950; HALMI et BAKER, 1952; GOLDEN et BONDY, 1952; BAKER, 1952; PEARSE, 1952; SCHMIDT et HOFFMAN, 1954; KRAICER et LOGOTHETOPOULOS, 1961; TIXIER-VIDAL et ASSENMACHER, 1962).
Certains, enfin, émettent l’hypothèse de la production de deux hormones différentes au niveau d’un même type cellulaire : la TSH et
et l'ACTH auraient une origine commune CDHOH et SCHERER, 1963). Pour d’autres, l'ACTH serait produite à la fois au niveau de cellules ”aci- dophiles et basophiles chromophobes" (ARON et PETRÜVIC, 1959).
Enfin, certains auteurs décrivent des cellules "amphophiles", c’est-à-dire se colorant par des colorants acides et basiques, respon
sables de la sécrétion de la corticotropine (BURT et VERLARDO, 1954;
BURT et al., 1954; RUSSFIELD, 1955; EZRIN et al., 1956; RUSSFIELD et al., 1956).
2.3.1.6. £h£z_l_|_h£mm^e
Dans l’espèce humaine, 1’hypercorticisme et l’insuffisance sur
rénalienne s’accompagnent d’altérations des cellules basophiles de l’a- dénohypophyse qui ont été trop fréquemment décrites pour que nous en relevions à nouveau l’énorme bibliographie (KRAUS, 1923; BERBLINGER, 1928; CUSHING, 1932; CRÜOKE, 1935; CROORE et RUSSEL, 1935; HERLANT, 1938; GOLDEN et al., 1950; LAQUEUR, 1950; GILBERT-DREYFUS et ZARA, 1951 rie CDRFIICK et al., 1951; BENNET, 1953; BENNET et KILBY, 1953, THORNTON, 1956; KILBY et al., 1957; PORCILE et RACADDT, 1966; DOUROV et HERLANT, 1970; HALFII et al., 1971; DUBOIS et al., 1971 a).
Signalons simplement que les observations faites dans ce domain suggèrent indubitablement l’existence d’un rapport entre l’activité cor ticotrope de l’hypophyse et les cellules basophiles classiques ou cel
lules ^ bien connues de tous les anatomo-pathologistes (HERLANT et PASTEELS, 1967; PHIFER et al., 1970; MASSANT et HERLANT, 1975; HERLANT, 1975; HERLANT et MASSANT, 1975).
Les observations rapportées dans les travaux que nous venons de citer font ressortir clairement un fait évident : l’absence d’accord des chercheurs sur l’origine cellulaire de l’ACTH chez les espèces ani
males. Même pour les tenants d’une seule et même catégorie cellulaire, les observations sont loin d’être concordantes. Le résumé de ces pu
blications ressemble quelque peu à un "tableau des incertitudes" pour reprendre l’expression lapidaire de GIROD (1964).
19.
Avec le recul du temps, les raisons de ces incertitudes nous apparaissent de plus en plus nettement. Il nous semble pouvoir les résumer ainsi :
J". Rien ne penjnet d'a^^i/uneA qu'une ccUégoAie celZaZaiAe identifiée dayu> V kypophy&e chez une espèce animale donnée pAésentcAa les mêmes can.acténtstiques tinctofiiales chez une espèce difféAente.
2‘*. Quelles que soient les pAécautlons méthodologiques pAises, aucune inteAvention expéAimentate ne semble capable de n'influenccA que la seule fonction coAticotAope hypophyscûAe, et les autAes activi
tés hoAmonales de l'hypophyse en sont toujouAS plus ou moins peAtuA- bées.
3°. Les coloAotioYis signalétiques tAoditionnelles ne peAmet- tent pas d'identifieA avec ceAtitude le contenu hoAmonal des celluZes hypophysalAes. Il faut donc faiAe appel à des méthodes nouvelles.
2.3.2. Les méthodes nouvelles
Les nouvelles méthodes qui ont été appliquées à l’étude cytolo
gique de l’hypophyse nous ont apporté un foisonnement exceptionnel de renseignements nouveaux. Nous verrons cependant que, malgré leur puis
sance, ces techniques ont, elles aussi, leurs limites, et que chacune d’entre elles est plus ou moins bien adaotée au but que nous poursuivons.
Ces nouvelles méthodes sont : la microscopie électronique, 1’histoautoradio- graphie, et les techniques immunocytochimiques en microscopie optique
et en microscopie électronique. Ces méthodes ont été utilisées seules, ou combinées entre elles, ou encore, associées aux méthodes classiques antérieures.
2.3.2.1. L^a_m_i c£o^c_op^e_é_l e£t£Oji i_g^u e
Cette technique est d’une application relativement récente dans l’étude cytologique hypophysaire CFARQUHAR et RINEHART, 1954 a et b1. C’est en 1957 que FARQUHAR tenta d’identifier les cellules cortico
tropes du rat après surrénalectomie ou administration de cortisone. On sait à présent que les cellules décrites par cet auteur ne sont pas
responsables de la sécrétion d'ACTH, mais qu’il s’agit bien des cellu
les folliculeuses, véritables cellules de soutien qui peuvent soit bor
der des vésicules remplies de colloïde, soit former un réseau étendu de cellules étoilées s'insinuant entre les cellules glandulaires pro
prement dites CSALAZAR, 1968; BERGLAND et TORACK, 1969; VILA-PORCILE et OLIVIER, 1971; VILA-PORCILE et al., 1971; VILA-PORCILE, 1972].
Etudiant au microscope électronique l'hypophyse de la taupe ainsi que celle du rat, normal ou soumis à la surrénalectomie ou à un traitement corticostatique, HERLANT et KLASTERSKY (1961, 1963 a, b et c] identifient comme cellules corticotropes des éléments à noyau in
denté et dont le cytoplasme contient des granulations de petite taille, dispersées ou rangées en fin liseré discontinu sous la membrane cellu
laire .
Ces observations chez le rat ont été confirmées et amplifiées depuis par une série de travaux dont les résultats sont à peu près tous convergents (SIPERSTEIN et ALLISON, 1965; KUROSUMI et KOBAYASHI, 1966, 1969; KURüSUni et ÜOTA, 1966; YAMADA et YAMASHITA, 1967; RENNELS et SHIINÜ, 1968; HERLANT, 1968; NAKAYAMA et al., 1969; SIPERSTEIN et MILLER, 197Ü, 1973; PELLETIER, 1970; PELLETIER et RACADOT, 1971; CDS- TOFF, 1973; ERKOCAK, 1973; SAEGER et CASELITZ, 1974; WATANABE, 1974].
Nous sommes redevables à la microscopie électronique d’apports considérables à nos connaissances sur la morphologie des cellules hypo
physaires, sur leur fonctionnement, sur les mécanismes de contrôle auxquels elles sont soumises, tant au niveau du lobe antérieur que du lobe intermédiaire (KUROSUMI et al., 1961; HERLANT, 1963; KOBAYASHI, 1964, 1965, 1968, 1969; HOWE et MAXWELL, 1968; VINCENT, 1968; VINCENT et KUMAR, 1969; ERKOCAK, 1971; MORIARTY et HALMI, 1972 a et b; SHIMIDA et al., 1972; WITHAKER et LABELLA, 1972; COSTOFF, 1973; WEMAN et NOBIN, 1973; KUMAR et VINCENT, 1974; PIEZZI et BENELBAZ, 1974; TIXIER-VIDAL et FARQUHAR, 1975]. Cependant, utilisée isolément, la microscopie électronique ne fournit pour l'identification des types cellulaires de l'hypophyse que des indications, certes précieuses et même indis
pensables, mais dont la valeur reste relative et n'est jamais absolument
21 .
décisive pour chaque cellule rencontrée CHERLANT, 1975).
2.3.2.2. _L ’jni^t^au_t£r^di^o^r£p]iie^
Cette élégante méthode a également été mise à contribution pour identifier les cellules corticotropes hypophysaires CKNUTSON, 1963, 1966; SIPERSTEIN, 1963; HUNT et HUNT, 1966; GÜSBEE et KRAICER, 1970;
ROUX, 1971). Ainsi, SIPERSTEIN [1963) étudie la localisation et l’in
tensité du marquage radioactif dans des hypophyses de rats ayant reçu de la glycine tritiée avant et après surrénalectomie. KNUTSON [1963, 1966) étudie un matériel expérimental analogue, mais utilise comme mar
queurs radioactifs l’adénine et la thymidine tritiée. Ces auteurs identifient les cellules corticotropes comme étant des éléments chromo
phobes .
L’histoautoradiographie présente un avantage exceptionnel sur toutes les autres méthodes : c’est la seule technique morphologique qui permette d’établir avec certitude une corrélation entre l’aspect d’une cellule et son activité métabolique. Cependant, en pratique, son appli
cation à l’identification des types cellulaires se heurte à de grandes difficultés :
- quel que soit le précurseur radioactif utilisé, le marquage obser
vé dans une coupe ne nous renseigne aucunement sur le type d’hormone ainsi localisée;
- aucun précurseur utilisable jusqu’à présent n’est suffisamment spécifique d’une hormone en particulier pour que son incorporation se limite à une seule catégorie cellulaire;
- la technique d ’ histoautoradiographie et les méthodes de colorations
"signalétiques" sont difficilement conciliables [LISON, 1953; GABE, 1961).
2.3.2.3 . _Le£ £e£h£i£U£s_innm£n£C£t£c_hirni£u e_s
Actuellement, les méthodes immunocytochimiques sont indéniable
ment des méthodes d’investigation de très grande spécificité dans les problèmes d’identification cytologique des hormones [HERLANT et al..
1965; BAKER, 1970; SHIIND et RENNELS, 1966; KARAWAI et NAKANE, 197G;
1974; STUnPF et al., 1975; TIXIER-VIDAL et FARQUHAR, 1975]. Il est possible, en effet, d'identifier et de localiser en toute certitude les hormones là où elles se trouvent, c'est-à-dire dans les cellules qui les élaborent.
Ces techniques reposent sur le principe suivant : les hormones hypophysaires sont apparentées aux protéines (protéines, glycoprotéines, polypeptides); lorsqu'on les injecte dans certaines conditions, elles provoquent chez l'animal injecté, l'apparition dans le sang circulant d'anticorps dirigés spécifiquement contre les hormones injectées. Ces anticorps peuvent alors être récoltés, isolés et purifiés. Lorsqu'on les met en présence d'un tissu contenant l'hormone recherchée, ils ne se lient spécifiquement qu'à l'hormone contre laquelle ils sont dirigés.
Cette réaction antigène-anticorps est rendue visible en couplant préa
lablement ces anticorps à une substance décelable en microscopie opti
que ou en microscopie électronique : fluorochrome, enzyme, composé dense aux électrons. Dans la pratique, ces marquages immunologiques peuvent se faire suivant différentes modalités techniques, sur lesquelles nous aurons l'occasion de revenir.
Ces méthodes furent utilisées pour la première fois par MARSHALL (1951) dans la recherche et la localisation des cellules corticotropes hypophysaires. Se basant sur les travaux de COONS et al. (1942), il réussit à induire la formation d'anticorps anti-ACTH de porc chez des lapins surrénalectomisés. Bien que critiquées au début (CRUICKSHANK et CURRIE, 1958), ces méthodes ont été perfectionnées depuis lors, et ex
ploitées par de nombreux chercheurs pour identifier des catégories cel
lulaires antéhypophysaires chez divers animaux et chez l'homme.
C'est ainsi que chez l'homme et le porc, les cellules responsa
bles de la synthèse de l'ACTH ont été définies avec certitude en micro
scopie optique par cette technique de marquage, et se sont révélées
23.
être basopfiiles tUEZNOFF et al-, 1962; Fie GARRY et al., 1964; PEARSE et VAIM NOÜRDEN, 1963; FACHMEISTER et KRACHT, 1965; PHIFER et al., 1970;
PHIFER et SPICER, 1970; DUBOIS, 1971 b, 1972, 1973; DESSY et PERLANT, 1974; PERLANT et al., 1974, 1975; SAINT-GUILLAIN et al., 1974).
Les résultats obtenus chez le rat normal, surrénalectomisé, ou traité par des corticoïdes, ont été moins unanimes. Pour certains, les cellules corticotropes contiennent de fines granulations acidophi- les CKRACPT et al., 1965); pour d’autres, ces éléments correspondent à des cellules basophiles CPESS et al., 1938; BAKER et al., 1970; BAKER, 1972, 1973 b; BAKER et DRUmOND, 1972, BOWIE, 1972; BOWIE et al., 1973, 1974). Pour d’autres encore, il s’agit d’éléments chromophobes CPPIFER et SPICER, 1970) et enfin, certains auteurs incriminent des cellules chromophobes, légèrement positives au bleu alcian, comme cellules cor
ticotropes (BREUSTEDT, 1968).
La mise au point des techniques immunocytochimiques à la micro
scopie électronique et optique a été développée par de nombreux cher
cheurs eSTERNBERGER, 1967; STERNBERGER et al., 1970; NAKANE et PIERCE, 1966, 1967; NAKANE, 1968, 1970, 1971, 1975; AVRAMEAS, 1968, 1969, 1970, 1971 , 1975; AVRAFIEAS et URIEL, 1966; AVRAPEAS et TERNYNCK, 1967, 1969, 1971, STERNBERGER et CUCULIS, 1969, BREUSTEDT, 1971; KUPLMAN et al., 1974), et appliquées à l’étude des cellules antéhypophysaires [KARAWAI et NAKANE, 1970; MORIARTY, 1970; PAZURKIEWICZ et NAKANE, 1972; MORIARTY et PALMI, 1972 b; BEAUVILLAIN et TRAPU, 1973; TOUGARD et al., 1974;
BUGNON et al., 1974 est b; BEAUVILLAIN et al., 1975) et plus particu
lièrement à l’identification des cellules sécrétant les hormones poly
peptidiques au niveau des lobes antérieur et intermédiaire de l’hypo
physe tOESSY et al., 1973; PORIARTY et PORIARTY, 1973 a et b, 1975;
WEPAN et NOBIN, 1973; PELLETIER, 1971; STEFAN et DUBOIS, 1972; HERLANT et al., 1972; DUBOIS et al., 1973; SAINT-GUILLAIN et al., 1974; DUPOUY et DUBOIS, 1975; DESSY et HERLANT, 1975; PORIARTY et al., 1975; ROUX et DUBOIS, 1976).
Chez le rat, la majorité des auteurs identifient ces cellules ACTH aux cellules corticotropes déjà décrites précédemment par HERLANT et KLASTERSKY (1961, 1963 a et b).
Comme nous 1'avons déjà signalé, le lobe intermédiaire produit également de l’ACTH (BAKER et al., 1970; BAKER et DRUmOND, 1972;
KRAICER et al., 1973). Cependant, il y a des opinions divergentes quant à la localisation cellulaire de cette hormone. En effet, pour certains ce sont les mêmes cellules qui produisent les NSH et l’ACTH
(KRAICER et al., 1971, 1973; HORIARTY et HALHI, 1972 a; PHIFER et SPICER, 1970, PHIFER et al., 1972, 1974; HERLANT et al., 1973; KRAICER et DAHRI- WAL, 1975; ROUX et DUBOIS, 1976), tandis que pour d’autres, il y a des cellules sécrétrices d’ACTH distinctes des autres cellules (NAIK, 1970, 1972 a et b, 1973 a et b) et même une région - zone rostrale - où ces cellules seraient concentrées (STOECKEL et al., 1971, 1973; KLEIN et al., 1970; PORTE et al., 1971; DELMANN et al., 1973; BRIAUD et al., 1974) .
2.3.3. Les cellules corticotropes du lobe intermédiaire
2.4. nécanismes de régulation de la fonction corticotrope
L’étude des facteurs modifiant l’activité corticotrope a permis de déterminer l’origine hypothalamique du contrôle de la sécrétion de l’ACTH antéhypophysaire. En effet, des modifications considérables de la sécrétion de corticotropine ont pu être obtenues expérimentalement en agissant sur l’axe hypothalamo-hypophysio-surrénalien.
Le CRF ou "corticotrophin-releasing factor" fut la première hor
mone hypothalamique hypophysiotrope mise en évidence (GUILLEFIIN et ROSENBERG, 1955; SAFFRANet SCHALLY, 1955; SAFFRANet al., 1955), et le siège de son élaboration fut localisé au niveau de l'éminence médiane (CHAN et al., 1970). Depuis les premières descriptions de ce CRF, de nombreux travaux confirmèrent le contrôle hypothalamique de la synthèse et de la libération d’ACTH hypophysaire. De plus, l’hypothalamus est actuellement considéré comme le centre des mécanismes de feedback endo
criniens, possédant des récepteurs spécifiques sensibles aux effets de rétroaction des hormones corticoïdes ("long feedback loops") et d’ACTH ("short feedback loops") (NANGILI et al., 1966; FORTIER, 1966; ARIMURA et al., 1969; GANONG, 1970; HOTTA et PIVA, 1970).
25
Le CRF stimule la production d’ACTH hypophysaire qui influ
ence à son tour l’élaboration et la sécrétion des hormones cortico- surrénaliennes. Il est actuellement bien connu que la surrénalecto
mie entraîne une hypersécrétion progressive d'ACTH CSAYERS et CHENG, 1949; TUCHMANN-DUPLESSIS, 195D a et b, 1951 a et b; GEMZELL et al., 1951; SYNDOR et SAYERS, 1954; FGRTIER, 1959; FÜRTIER et DEGRDOT, 1959;
HÜDGES et JONES, 1964; VERNIKGS-DANIELLIS, 1964 b, 1965; KURÜSUni et KOBAYASHI, 1966; H0RIARTY et HALhl, 1972 a; K.RAICER et al., 1973) tan
dis que l'injection répétée de corticoïdes surrénaliens ou autres (cor
tisol, dexaméthasone) inhibe la production d’ACTH hypophysaire (FÜRTIER 1959; RINGLER et BROWNFIELD, I960; GDLD et al., 1961; KENDALL, 1961;
SLUSHER, 1965; PURVES et SIRETT, 1965; DAVIDSON et FELDUAN, 1967;
RUSSEL et al., 1969; SIPERSTEIN et niLLER, 1970; BRIAUD, 1973). Ceci revient à dire que les corticostéroïdes ont manifestement un effet de rétroaction inhibiteur sur la production d’ACTH. Il a pu être démontré que cette inhibition par feedback négatif s’exerçait de façon directe sur le système nerveux central (SNC) - et plus particulièrement au ni
veau hypothalamique - en inhibant la production de facteurs hypothala
miques responsables de la sécrétion de corticotropine (SAYERS et SAYERS 1947; DE WIED, 1962; DAVIDSON et FELDMAN, 1967; GANONG, 1970; ARIMURA et al., 1969; HOTTA et PIVA, 1970; MARTINI et al., 1960). Cependant, l’inhibition de la sécrétion d’ACTH d’hypophyses en culture in vitro, soumises au CRF, a pu être réalisée en introduisant un excès de corti
coïdes dans les milieux de culture (RUSSEL et al., 1969; ARIMURA et al.
1969), ce qui laisse supposer que le lobe antérieur aussi peut être le siège d’un feedback négatif.
De plus, les relations fonctionnelles directes existant entre le SNC et l’axe hypophyso-surrénalien ont été mises en évidence notam
ment par des méthodes expérimentales d’hypophysectomie, de lésions du SNC, et de stress variés (SAYERS et SAYERS, 1947; SYNDOR et SAYERS, 1954; ROCHEFORT et al., 1959; SHAPIRD et al., 1958; SMELIK, 1960; Mc CANN et HABERLAND, 1960; GIULIANI et al., 1961; DE WIED, 1962, 1970;
VERNIKDS-DANIELLIS, 1963, 1964 a et b, 1965; MILLER, 1972; BRIAUD, 1973 MORIARTY et MORIARTY, 1973; FRANCIS et PEASLEE, 1974; MORIARTY et al..
1975); enfin, des variations nycthémérales dans la production d’ACTH et de corticostéroïdes ont également été rapportées CGUILLEMIN et al., 1959 b; CHEIFETZ et al., 1968; HIROSHIGE et al., 1969).
Bien que jusqu'à présent, on n'ait pu définir biochimiquement la structure du CRF, à cause de son apparente instabilité au cours de manipulations d’extraction CCFIAN et al., 1970), deux fractions peptidi
ques ont pu être isolées : le CRF o' et le CRF ^ CSCHALLY et al., I960;
GUILLEMIN, 1963, 1964; KONZETT, 1964). Ces molécules possédant une activité CRF sont apparentées à l’o(.-l1SH pour le CRF 0^ et à la vasopres
sine pour le CRF (KONZETT, 1964); ces molécules sont pourtant diffé
rentes de la vasopressine, de l’ocytocine et de tout autre peptide connu jusqu’à présent (BURGUS et GUILLENIN, 1970; GUILLEMIN, 1971; VALE et al.
1973). Signalons que différentes substances, comme la vasopressine, l’o(-MSH, certaines amines et certains ions possèdent une activité CRF dont l’intensité a été différemment observée par divers auteurs (MIRSKY et al., 1954, 1955; Mc CANN et HABERLAND, 1959; DE WIED, 1961; SMELIK et al., 1962; ARIMURA et LONG, 1962; GRINDELAND et al., 1962; HEDGE et al., 1966; CHEIFETZ et al., 1969; SHAPIRO et al., 1958; FLEISCHER et al., 1969, 1972; KRAICER et al., 1969; WEI et al., 1973; PARTANEN et RECHARDT, 1973).
3. LES HORMONES MELANOTROPES OU MSH o( ET MSH jh,
3.1. La fonction mélanotrope
La fonction mélanotrope est assurée par les MSH (Y et • Son rôle est de favoriser la dispersion des grains de mélanine au sein des mélanocytes CATWELL, 1919). Ainsi que nous l’avons déjà signalé, ce rôle n’est bien établi que chez les vertébrés inférieurs (HOPKINS, 1972) Chez les mammifères, les effets mélanotropes des MSH sont faibles et très lents à se manifester, ce qui leur confère encore toujours un ca
ractère énigmatique (LERNER et al., 1954; Mc GUIRE et LERNER, 1963).
Ces substances stimulent très faiblement le cortex surrénalien (SAFFRAN
27.
et SCHALLY, 1954) mais exercent par contre une action lipolytique nette sur les tissus adipeux (RABEN et al., 1961; RLIDHAN et al., 1963; STEEL- HAN et SniTH, 19BD). Les HSH peuvent également stimuler la mélanogenèse
CFRIEDEN et BOZER, 1951; KARKUN et HUKERJI, 1953; PICKFORD et KDSTD, 1957; FOSTER, 1959), ainsi que la glande thyroïde CCEHOVIC, 1962; BOWERS et al., 1964).
L' -nSH a de plus des effet physiologiques identiques à 1V”CRF CSCHALLY et al., 1960) ainsi que des activités corticotropes (STEELMAN et GUILLEMIN, 1959; BAHN et ROSS, 1960). Il est aussi intéressant de noter que les MSH et plus précisément la -MSH exercerait une action sur le système nerveux central dans la réponse à certains réflexes, et ceci au niveau synaptique (GUILLEMIN et KRIVOY, 1960; K.RIV0Y et al., 1963). L'hypothèse a même été avancée que la ^-MSH agirait comme sub
stance neurohumorale chez les mammifères (NOVALES, 1967).
La MSH a été dosée, extraite et purifiée à partir d’hypo
physes de grenouilles, de boeufs, de moutons, de porcs, de singes, et d’hommes (ABE et al., 1967; KASTIN et ROSS, 1964 a et b, 1965; THODY, 1969; THODY et al., 1975; USATEGUI et al., 1976). C’est un polypeptide composé de 13 acides aminés dont la séquence est identique à la séquen
ce 1-13 de l’ACTH. La molécule est la même chez toutes les espèces et elle est douée d’une forte activité mélanophoro-stimulante CLERNER et LEE, 1955, 1973; HARRIS et ROOS, 1956; HOEKSTRA et VAN DER WAAL, 1971;
NEY et al., 1964; BAKER, 1973 a et b; SHAPIRO et al., 1971, 1972).
La MSH est un polypeptide composé de 22 acides aminés dans l’espèce humaine (HARRIS, 1959), alors qu’il n'en comprend que 18 chez les diverses espèces animales étudiées (boeuf, porc, mouton, cheval, singe). L’ordre de la séquence des acides aminés y est variable et caractéristique pour chaque espèce (KARKUN et LANDGREBE, 1963; GESCH- WIND et al., 1956; HARRIS et ROOS, 1956). Enfin, signalons que l’acti
vité biologique de ce peptide est beaucoup moins marquée que pour 1’ 0( -MSH.
Il est à noter que les MSH, l’ACTH et les lipotropines possè
dent un heptapeptide commun (Met-Glu-His-Phe-Arg-Try-Gly) ayant une fai
ble activité mélanophoro-stimulante (NOVALES, 1967) .
3.2. Identification fonctionnelle des cellules mélanotropes
Actuellement, le fait que ce sont les cellules du lobe inter
médiaire de l’hypophyse qui secrétent les nSH est une notion classique (ZDNDECK, et KROHN, 1932; LEGAIT, 1964). Chez les espèces ne possédant pas de lobe intermédiaire Chomme, oiseaux par exemple), les MSH ont été retrouvées au niveau des cellules secrétant la corticotropine : ce sont les cellules ^ ou leurs homologues dans le lobe antérieur [MORRIS et al., 1956; PURVES, 1961; HERLANT et PASTEELS, 1967; PHIFER et al., 1970, 1972). Enfin, chez les espèces possédant lobe antérieur et lobe intermédiaire, grâce aux techniques immunocytochimiques notamment, cer
tains auteurs ont pu détecter les MSH et l'ACTH dans le lobe intermé
diaire [BAKER et al., 1970; BAKER et DRUMMONO, 1972; KRAICER et al., 1973) mais également l’ACTH et la -MSH dans les mêmes cellules du lobe antérieur (BAKER et DRUMMONO, 1972; MORIARTY et HALMI, 1972;
MORIARTY, 1973; DESSY et HERLANT, 1975). Les cellules corticotropes du lobe antérieur ayant déjà été décrites, il nous faut voir maintenant les cellules du lobe intermédiaire.
Comme nous l’avons déjà vu, le lobe intermédiaire a une organi
sation plus simple, formée d’un feuillet pluristratifié de cellules épithéliales glandulaires disposées en lobules. Chez le rat, la vascu
larisation quasi inexistante est un fait important à relever.
Le lobe intermédiaire est étroitement accolé au lobe nerveux; en péri
phérie, il est recouvert par un épithélium simple peu colorable qui le délimite très nettement [ITANO, 1936; BAILIF, 1938; WINGSTRAND, 1966).
Le lobe intermédiaire possède une innervation d’origine hypothalamique mise en évidence par des contacts synoptiques au niveau même des cellu
les épithéliales glandulaires [CROLL, 1928; GREEN, 1947; STUTINSKY, 1950; DAWSON, 1953; COLLIN, 1954; KUROSUMI et al., 1962; DIERICKX, 1963;
ZIEGLER, 1963; GREEN, 1964; LEGAIT, 1964; FUXE, 1964; ETKIN, 1967;
BARGMANN et al., 1967; BARGMANN, 1968; BAUMGARTEN et al., 1972; MEURLING et LARSSON, 1974). Certaines de ces fibres sont neurosécrétrices et contiennent des granulations de plusieurs types (BARGMANN et KNOOP, 1960; KNOWLES, 1963; ZIEGLER, 1963; GREEN, 1964; LEGAIT, 1964; MELLINGER
