MISE EN ÉVIDENCE DE DEUX FONCTIONS LYSOSOMALES THYROIDIENNES EN MICROANALYSE PAR SONDE ÉLECTRONIQUE ET SPECTROMÉTRIE DES RAYONS X

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HAL Id: jpa-00223786

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Submitted on 1 Jan 1984

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MISE EN ÉVIDENCE DE DEUX FONCTIONS LYSOSOMALES THYROIDIENNES EN

MICROANALYSE PAR SONDE ÉLECTRONIQUE ET SPECTROMÉTRIE DES RAYONS X

E. Larras-Regard, L. Bessière, S. Halpern, P. Galle

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E. Larras-Regard, L. Bessière, S. Halpern, P. Galle. MISE EN ÉVIDENCE DE DEUX FONCTIONS

LYSOSOMALES THYROIDIENNES EN MICROANALYSE PAR SONDE ÉLECTRONIQUE ET

SPECTROMÉTRIE DES RAYONS X. Journal de Physique Colloques, 1984, 45 (C2), pp.C2-519-C2-

522. �10.1051/jphyscol:19842118�. �jpa-00223786�

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JOURNAL DE PHYSIQUE

Colloque C2, supplément a u n02, Tome 45, f é v r i e r 1984 page C2-519

M I S E E N ÉVIDENCE D E DEUX F O N C T I O N S LYSOSOMALES T H Y R O I D I ENNES EN M I C R O A N A L Y S E P A R SONDE ÉLECTRONIQUE E T SPECTROMÉTRIE D E S RAYONS X

E. Larras-Regard, L. Bessière, S. Halpern et P. Galle Laboratoire de Biologie-Vertibrés, 91405 Orsay, France Laboratoire ïabcatal, 92120 Montrouge, France

Faculté de Médecine de C r é t e i l , 94010 C r é t e i l , France

Résumé

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Les lysosomes t h y r o ï d i e n s o n t é t é é t u d i é s à l ' a i d e d ' u n e microsonde d e t a i n g couplée à un microscope é l e c t r o n i q u e . Chez l e s s o u r i s témoins âgées l ' i o d e e s t d é t e c t é dans des lysosomes homogènes de t a i l l e e t de den- s i t é v a r i a b l e s . Après t r a i t e m e n t au g l u c o n a t e d ' a l u m i n i u m c e r t a i n s lysosomes à contenu hétérogène r e n f e r m a n t de p e t i t s g r a n u l e s denses s o n t p a r t i c u l i è r e - ment r i c h e s en aluminium e t en phosphore a l o r s que l ' h a l o g è n e e s t p r é s e n t dans l a p l u p a r t des a u t r e s c o r p s denses. L ' e x c l u s i o n m u t u e l l e de l ' i o d e e t de l ' a l u m i n i u m au s e i n d ' u n e même s t r u c t u r e lysosomale suggère que deux

t y p e s d i s t i n c t s de lysosomes s o i e n t l e s i è g e de ces deux f o n c t i o n s fonda- mentales.

A b s t r a c t

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T h y r o i d lysosomes have been s t u d i e d by means o f EPMA combined w i t h a n e l e c t r o n microscope. I n aged c o n t r o l mice i o d i n e i s observed i n homoge- neouslysosomes v a r i i n g i n s i z e and d e n s i t y . A f t e r t r e a t m e n t w i t h aluminium g l u c o n a t e some lysosomes have an heterogeneous c o n t e n t i n c l u d i n g s m a l l dark g r a n u l e s i n which aluminium and phosphorus a r e evidenced whereas halogen i s observed i n most o f t h e o t h e r dense b o d i e s . The e x c l u s i o n o f b o t h i o d i n e and aluminium l n an even dense body suggests t h a t t h o s e two fundamental f u n c t i o n s o c c u r i n two d i f f e r e n t t y p e s of lysosomes.

Dans l a t h y r o ï d e où l e métabolisme de l ' i o d e emprunte l a v o i e lysosomale, on p e u t se demander s i l e s lysosomes o n t également l e p o u v o i r de c o n c e n t r e r l e s éléments miné- r a u x ( 1 ) . La c e l l u l e t h y r o ï d i e n n e de s o u r i s âgée c o n s t i t u e un m a t é r i e l f a v o r a b l e à c e t t e double étude c a r e l l e renferme un grand nombre de c o r p s opaques de t a i l l e e t de d e n s i t é v a r i a b l e s . O u t r e l a présence de l ' h a l o g è n e c e l l e de l ' a l u m i n i u m a é t é recherchée après t r a i t e m e n t au g l u c o n a t e d ' a l u m i n i u m .

1

-

M a t é r i e l e t méthodes.

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e x p é r i m e n t a t i o n animale : deux l o t s de s o u r i s blanches de souche Swiss âgées de p l u s dÏuE X n n o E t t é t é t i T i F é T . Chaque animal t r a i t é a r e ç u 11 i n j e c t i o n s i n t r a - p é r i t o n é a l e s de g l u c o n a t e d ' a l u m i n i u m à l a dose de 325 mg/kg pendant 2 semaines. Les témoins o n t r e ç u des doses é q u i v a l e n t e s d ' u n e s o l u t i o n i s o t o n i q u e de c h l o r u r e de sodium.

-

p r é p a r a t i o n des é c h a n t i l l o n s : l e s l o b e s t h y r o ï d i e n s o n t é t é p r é p a r é s s u i - v a n t l e s TeëhEi@ês-dë T a - m ~ c F o ~ c ~ p ~ e é l e c t r o n i q u e adaptées à l a m i c r o a n a l y s e ( 2 ) : f i x a t i o n p a r un mélange g l u t a r a l d é h y d e (2,5 % )

-

paraformaldéhyde ( 2 % ) en tampon c a c o d y l a t e de sodium (0,065M), pH 7,4. Des p i è c e s d e s t i n é e s aux o b s e r v a t i o n s morpho- l o g i q u e s o n t en o u t r e é t é p o s t - f i x é e s p a r l e t é t r o x y d e d'osmium à 1 % tamponné p a r une s o l u t i o n de c a c o d y l a t e de sodium O,! M a d d i t i o n n é e de saccharose ( 5 % ) à pH 7,4.

La m i c r o a n a l y s e a é t é r é a l i s é e à l ' a i d e d ' u n e microsonde de C a s t a i n g équipée de 2 spectromètres de d i s p e r s i o n de l o n g u e u r d'onde, c o u p l é e à un a c c e s s o i r e de m i c r o s - c o p i e é l e c t r o n i q u e à t r a n s m i s s i o n . L e f a i s c e a u p r i m a i r e a une t e n s i o n de 45 kV e t une i n t e n s i t é de 150 nA. Le d i a m è t r e de l a sonde e s t de 500 nm e t l e volume analysé de 1 0 - ~ ~ m 3 . Le phosphore e t 1 'a l u m i n i u m o n t é t é recherchés r e s p e c t i v e m e n t s u r l e s r a i e s k d l , 2,OlkeV e t k d l , 1.5 keV s u r un c r i s t a l TAP. La r a i e M 1 , d e l ' i o d e , 3 , 9 4 keV, e s t d é t e c t é e après d i f f r a c t i o n p a r un c r i s t a l PET. Les coupes u l t r a f i n e s s o n t

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:19842118

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C2-520 JOURNAL DE PHYSIQUE

Légende Planche 1

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U l t r a s t r u c t u r e e t microanalyse par spectrométrie des rayons X (EPMA) des lysosomes de l a c e l l u l e thyroïdienne de s o u r i s âgée témoin ( f i g . 1 ) e t t r a i t é e par l e gluconate d'aluminium ( f i g . 2 , 3, 4 , 5 ) .

Enregistrements des s p e c t r e s des éléments mis en évidence ( f i g . 6 , 7 , 8 ) .

Abréviations : C = c o l l o ï d e , l y = lysosome, m = mitochondrie, reg = reticulum endo- plasmique g r a n u l a i r e .

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montées sur grilles de titane et recouvertes d'une fine couche de carbone par évapo- ration sous vide avant la microanalyse.

Les observations de microscopie électronique sont effectuées à l'aide d'un microscope électronique Je01 "Jem 100 B". Dans ce cas les coupes sont le plus souvent con- trastées par le mélange d'acétate d'uranyle et de citrate de plomb.

II

-

Résultats.

1) Localisation de l'iode dans la cellule thyroïdienne de souris agée.

Dans les coupes ultrafines la concentration de l'iode n'est pas toujours suffisante pour obtenir un signal au niveau de la colloïde ou des vésicules de colloïde. Cepen- dant l'halogène peut être mis en évidence sans ambiguité dans certains lysosomes (Planche 1, fig. 1 et 6).

Tableau 1 : Mise en évidence d'iode, d'aluminium et de phosphore dans divers types de lysosomes de la cellule thyroïdienne de souris âgée traitée ou non par le gluconate d'aluminium.

Chaque valeur représente la moyenne de 12 comptages différents (les comptages sont exprimés en coups/50 secondes

+

écart-type).

: lysosomes à contenu : 285

+

40 :

cellule

peu dense

.

NS

:

MS

:

thyroïdienne de

: ...

;---I---I--

II--- ---;

:

sourisàgée *

: lysosomes à contenu

i

⁷⁷²

+

69 :

témoin _: très dense

.

^NS

:

^NS 1

: cellule thyroï-

i

l ~ s O s O m e s à 'Ontenu : 412 44,6

i

homogène NS NS

:

dienne de souris

: ...

;---I---II-;

---;

~~t~t~ra~~m~:~::‘ i

^lysosomes^à^contenu^:^: _NS

_:

619 55

:

806 2 44 j Comme le montre le tableau 1 les concentrations ponctuelles en halogène sont indé- pendantes de la taille du lysosome mais varient en fonction de sa densité. Plus le lysosome est opaque aux électrons plus la concentration ponctuelle en iode y est élevée. Il existe une différence significative entre la concentration ponctuelle de l'iode dans les lysosomes à contenu peu dense et les lysosomes à contenu très dense. Aucune trace d'aluminium n'est mise en évidence dans les cellules thyroï- diennes des souris témoins.

2) Localisation de l'iode et de l'aluminium dans la cellule thyroï- dienne de souris âgée traitée ar le gluconate d'aluminium.

u e s t détecté soit dans des

cbrps denses de taiïle, soit dans des lyiosomes plus grands à 1'intérieÜr desquels 1 'aluminium s'est accumulé sous forme de granules denses (Planche 1, fig. 4, 5, 7). La présence de phosphore y est toujours associée (Planche 1, fig. 4, 5, 8).

Ajoutons que l'iode n'a jamais été décelé dans ces lysosomes riches en phosphore et en aluminium alors qu'après traitement l'halogène continue à être mis en évidence dans la plupart des autres lysosomes (Planche 1, fig. 2, 3, 6).

La tableau 1 montre la répartition caractéristique de l'iode, de l'aluminium et du phosphore au sein des lysosomes des souris traitées. Les concentrations ponctuelles d'iode sont relativement élevées dans les lysosomes 06 les teneurs en aluminium et en phosphore ne sont pas significatives. Inversement des concentrations ponctuelles non négligeables d'aluminium et de phosphore caractérisent les lysosomes renfermant des quantités d'iode non significatives.

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JOURNAL DE PHYSIQUE

III

-

Discussion.

Ces différents résultats confirment l'existence d'une voie lysosomale du métabolisme de l'iode dans la cellule thyroïdienne de souris âgée. Les effets ob- servés après traitement par le gluconate d'aluminium montrent par ailleurs que les lysosomes exercent une double fonction tant sur le métabolisme hormonal que sur la concentration d'éléments minéraux. Le phénomène d'exclusion mutuelle d'iode et d'aluminium au sein d'une même structure lysosomale constitue un bon exemple de la spécialisation fonctionnelle de ces organites. Il est tout à fait plausible que deux types distinct$ de lysosomes soient le siège de ces deux métabolismes fondamentaux.

Bibliographie.

1. P. GALLE. Actualités Néphrologiques de 1 'Hôpital Necker, Flammarion éd., Paris, 1 vol. (1982) 77.

2. E. LARRAS-REGARD, C. NIEDERST et K. SIAMI. C.R. Acad. Sci. P a r i s , A 4

(1982) 289.