TISSUS ANIMAUX

TISSUS ANIMAUX

Les caractéristiques de la vie, telles l’irritabilité, la motilité, les capacités de nutrition et de reproduction, se rencontrent aussi bien chez un Protozoaire, organisme unicellulaire autonome, que chez les organismes pluricellulaires (Métazoaires) les plus complexes. Dans le premier cas, ces propriétés appartiennent toutes à une seule cellule. Dans le second, elles se trouvent réparties dans des cellules qui se distinguent les unes des autres en se spécialisant dans un type d’activité donné et que l’on dit différenciées (cf. ONTOGENÈSE ANIMALE, chap. 3). Leur morphologie se transforme en conséquence. Les autres fonctions peuvent se maintenir, se réduire, éventuellement disparaître (la cellule nerveuse normale ne peut plus se reproduire).

Chez les Métazoaires d’une certaine complexité, des cellules présentant un même type de différenciation sont souvent regroupées de telle sorte que leurs propriétés individuelles sont amplifiées grâce à leur nombre: des ensembles fonctionnels pluricellulaires sont ainsi individualisés, leurs caractères morphologiques sont très typiques : ils sont désignés sous le nom de tissus. Ce ne sont pas toujours des regroupements de cellules semblables; si certains représentent bien des dispositifs permettant de rendre efficace à l’échelle anatomique une propriété cellulaire (cas du tissu musculaire, où le nombre et l’organisation des cellules réalisent ce changement d’échelle), il n’en est pas toujours ainsi. D’autres tissus, constitués de plusieurs types cellulaires, voient ceux-ci coopérer pour faire naître un dispositif nouveau: cellules ciliées et cellules à mucus des revêtements respiratoires combinent leur action. Il en résulte un dispositif intégré, le «tapis roulant» du film de mucus, efficace pour le transport des poussières vers l’orifice laryngé. On pourrait multiplier les exemples.

Enfin, les tissus s’associent pour former des ensembles fonctionnels où leurs propriétés s’intègrent de manières diverses, constituant les «tuniques» des organes creux ou le «parenchyme» des organes pleins. Ces complexes pluritissulaires représentent un palier dimensionnel intermédiaire entre les tissus et les unités fonctionnelles plus importantes.

Les grandes fonctions s’assurent en effet au sein d’appareils, pour l’organisme entier (appareils digestif, locomoteur, reproducteur, etc.). Ces appareils regroupent en nombre variable les organes qui en sont des sous-unités. Toutes ces formations sont donc constituées par des tissus diversement combinés.

Les tissus représentent en définitive des ensembles coopératifs de cellules; ils sont le premier niveau dimensionnel d’organisation supracellulaire. S’ils sont fonctionnellement différenciés, ce sont aussi des unités biologiques où s’organise spécifiquement la vie cellulaire individuelle (métabolisme, reproduction).

On distingue habituellement, en première approximation, quatre catégories de tissus: les épithéliums, les tissus conjonctifs, les tissus musculaires et le tissu nerveux. Leur combinaison en proportions variables et leur agencement topographique donnent à chaque organe son individualité. Certains tissus (conjonctif lâche, musculaire lisse) sont des matériaux de base très répandus et se retrouvent sensiblement identiques dans des organes fort différents. Cependant, les organes doivent leurs propriétés spécifiques non seulement au type de combinaison pluritissulaire qu’ils représentent, mais surtout à la très grande spécialisation de certaines cellules et par conséquent des tissus qui les renferment (par exemple, épithéliums sensoriels).

La structure des tissus constitue l’un des objets d’étude de l’histologie (étymologiquement, science des tissus). L’instrument de travail de base reste encore souvent le microscope, ordinaire ou électronique. L’histologie ne se contente pas d’étudier l’organisation des différents tissus, dont certains comportent à la fois des cellules et des éléments extracellulaires que celles-ci ont édifiés (substances amorphes, fibres). Elle est amenée, d’une part, à approfondir l’observation des cellules et de leurs produits d’élaboration, de telle sorte qu’elle rejoint à un moment les préoccupations et les méthodes de la biologie cellulaire ^{[cf. CYTOLOGIE]}. D’autre part, elle établit un lien entre celle-ci et la physiologie, lorsqu’elle étudie les propriétés fonctionnelles des tissus par les méthodes qui sont celles mêmes de la physiologie ^{[cf. HISTOPHYSIOLOGIE ANIMALE]}.

Enfin, une science des tissus implique l’examen de leur biologie. La vie cellulaire individuelle ou collective s’exerce, au sein des tissus, dans des conditions qui sont propres à chacun et qui ont un retentissement sur la physiologie. Le comportement des cellules appartenant à divers tissus a fait l’objet de nombreuses investigations expérimentales, surtout hors de l’organisme. La capacité de reproduction des cellules, le pouvoir de régénération, de cicatrisation des tissus sont importants à connaître; mais les problèmes les plus intéressants, et souvent les plus mal élucidés faute de moyens d’approche, sont ceux qui sont posés par les interrelations tissulaires. Du fait que les tissus se groupent et forment des associations fonctionnelles, des échanges s’opèrent entre eux, et une véritable «symbiose» peut se réaliser localement (cf. Biologie des épithéliums et généralement des tissus , in chap. 3). Artificiellement, on a pu tenter d’associer des tissus provenant d’individus différents. Il a été possible d’observer dans ces conditions le succès de l’association ou, à l’inverse, diverses incompatibilités. Celles-ci peuvent être non seulement interspécifiques (d’espèce à autre espèce zoologique), mais aussi intraspécifiques. Les conséquences pratiques de tels phénomènes (pour les greffes d’organes, par exemple) sont considérables.

1. Établissement de la notion de tissu

Les tissus ne peuvent guère s’étudier actuellement qu’avec des moyens instrumentaux, et leur observation détaillée requiert en particulier l’usage du microscope. Cependant, la notion de tissu s’est établie indépendamment de l’examen microscopique: les anatomistes ont remarqué assez tôt que les organes sont constitués de parties solides d’aspect membraneux, dont certaines semblent avoir une texture identique d’un organe à l’autre. Il faut noter ici que le but premier de l’anatomie est une analyse morphologique des corps organisés (ana , «d’une manière distributive», et tomè , «dissection»): c’est l’anatomie descriptive. La recherche de lois générales de l’organisation du vivant contraste avec cette branche analytique de la science des structures: c’est son aspect synthétique, que l’on a appelé l’anatomie générale. Précisément, certains précurseurs, dont le plus explicite est incontestablement Gabriel Fallope (1523-1562), montrèrent un intérêt marqué pour les matériaux similaires d’organe à organe. Fallope décrivit, en effet, onze catégories de «parties semblables» (partes similares ) dans l’organisme: les os, le cartilage, les nerfs, les tendons, les aponévroses, les membranes, les artères, les veines, la graisse, la moelle des os, les organes parenchymateux. Xavier Bichat (1771-1802), à partir de données pathologiques autant qu’anatomiques, systématisa ce type de recherche et consacra le notion de tissu dans son ouvrage fondamental, Anatomie générale (1801). L’anatomie générale est, en effet, la science des tissus, et les ouvrages du XIX^e siècle qui la concernent s’intitulent indifféremment «Anatomie générale» ou «Histologie». L’usage du miscroscope, qui se généralise à cette époque, amène donc une distinction entre l’«anatomie microscopique», prolongement de l’anatomie descriptive, et l’anatomie générale: la notion de tissu va désormais se préciser. Les vingt et un tissus, reconnus par Bichat sur le seul examen à l’œil nu, ont dû être reconsidérés, car, à cette échelle, on confond des tissus au sens actuel, des associations tissulaires formant un organe entier («tissu des artères, tissu des veines») ou une subdivision pluritissulaire d’un organe, une tunique («tissu des membranes muqueuses»).

Un peu plus tard, les progrès accélérés des autres sciences retentissaient sur l’anatomie générale. Grâce à la généralisation de l’observation microscopique, la théorie cellulaire s’impose à partir de Theodor Schwann (1839), et la cytologie commence à s’édifier, ainsi que l’embryologie. En chimie, les notions de composé défini et de corps simple, d’élément, émergent de l’analyse des corps bruts. La chimie aborde le monde vivant supposé jusque-là sans substrat commun avec le monde inanimé (synthèse de l’urée par F. Wœhler, 1828). À la recherche d’une base cohérente, d’un modèle structural pour l’organisme, à une époque où la biochimie est encore insoupçonnée, les histologistes du XIX^e siècle imaginent un parallèle, une analogie entre l’organisation minérale (éléments, combinaisons chimiques) et l’organisation du vivant, dont la cellule est la base. La cellule est, en effet, l’«élément anatomique» (car les possibilités d’investigation s’arrêtent là), elle s’avère nécessaire aux manifestations de la vie. Les tissus se constituant à partir de la «combinaison» des éléments anatomiques, ils sont donc, d’une certaine manière, comparables aux corps composés. La définition des tissus et celle des éléments anatomiques par E. Littré et C. Robin (1873) sont assez typiques de cette tendance; les voici l’une et l’autre: «Tissus : parties similaires solides des systèmes qui se subdivisent par simple dissociation en éléments anatomiques; ou, vice versa, ce sont des parties solides du corps formées par la réunion d’éléments anatomiques enchevêtrés ou simplement juxtaposés. L’étude des tissus porte le nom d’histologie.» «Éléments anatomiques : les plus petites parties du corps auxquelles on puisse ramener les tissus par l’analyse anatomique, douées de caractères géométriques, physiques et chimiques plus variables que dans les autres corps, mais avec des particularités qui n’appartiennent qu’à elles, et une structure ou caractère d’ordre organique que ne présentent pas les corps bruts. Le mot cellule est employé par beaucoup d’auteurs comme synonyme du terme élément anatomique. » On remarquera que tous les auteurs qui ont étudié autrefois les tissus les définissent comme parties «solides»: c’est évidemment par opposition aux «humeurs». Le sang, dont on étudie à présent les cellules en annexe du chapitre sur les tissus conjonctifs en raison des liens embryologiques et fonctionnels qui les rattachent, n’a été rangé dans les tissus qu’assez tardivement.

Dès l’instant où la notion de tissu a été parfaitement comprise, c’est-à-dire à partir de la seconde moitié du XIX^e siècle, l’histoire du développement de l’histologie se confond avec celle de ses acquisitions techniques; on trouvera ci-dessous les faits fondamentaux dans ce domaine.

2. Techniques histologiques

La connaissance des tissus repose essentiellement sur les moyens optiques qui permettent de les examiner et sur un certain nombre de traitements qui leur sont appliqués au préalable. Ces traitements préparatoires, ou techniques histologiques, ont pour effet de rendre possible l’observation microscopique et sont utilisés en vue de l’étude morphologique et fonctionnelle des éléments du tissu, ce qui implique, outre la recherche descriptive, l’identification de constituants chimiques et la connaissance de la cinétique cellulaire.

Le principe et la suite des traitements auxquels sont soumis les tissus varient peu. Il s’agit presque toujours de conserver ces derniers dans un état aussi proche que possible de l’état vivant (fixation), de préparer des échantillons dont l’épaisseur soit compatible avec les conditions d’examen (coupes, frottis) et, enfin, d’introduire des contrastes entre les cellules ou les organites cellulaires, contrastes qui n’existent pas naturellement et sans lesquels l’observation est impossible (coloration). Étant donné le caractère préparatoire de ces manœuvres, les techniques, bien que régies par des principes identiques, sont conditionnées par le type de microscope utilisé; ainsi le renforcement de contrastes est obtenu par des colorants si le tissu doit être observé au microscope photonique, par des métaux lourds s’il doit être observé au microscope électronique. Les techniques diffèrent aussi, de façon très sensible, selon le but de recherche poursuivi, et qui peut nécessiter la détection de certains composés chimiques (histochimie), de certaines enzymes (histoenzymologie) ou de radioéléments préalablement introduits (histoautoradiographie).

Par ailleurs, des appareils de plus en plus perfectionnés ou obéissant à des principes nouveaux deviennent courants dans les laboratoires d’histologie, car «les méthodes qui font appel à des techniques physiques ne cessent de gagner en importance» (L. Lison). Certains de ces appareils, comme le microscope à contraste interférentiel, sont de conception récente, alors que d’autres, comme le microscope électronique par transmission, reposent sur un principe ancien. Parfois, il a fallu attendre un perfectionnement de l’appareil pour l’utiliser en histologie: l’analyseur par spectrographie des rayons X, en raison d’un manque de résolution, n’est devenu un instrument histologique qu’après la mise au point de la microsonde de Castaing. Il arrive que l’histologiste cherche à adapter à ses besoins des instruments déjà répandus mais utilisés à d’autres fins, minéralogiques ou métallurgiques par exemple; il en est ainsi du microscope polarisant ou de la microsonde de Castaing. Fort paradoxalement, des instruments spécialement conçus pour des applications histologiques sont commercialisés avant qu’on ait pu envisager toutes les conditions de leur utilisation pratique : construit dès 1911, le microscope à fluorescence n’intéressa les histologistes qu’après 1924, avant de devenir l’outil indispensable aux immunocytochimistes. Enfin, l’essor d’une méthode peut être lié non au perfectionnement ou à l’invention d’un appareil, mais aux progrès d’autres disciplines. Ainsi, l’historadiographie, dont le principe avait été énoncé dès 1913, ne put être appliquée que lorsque furent fabriquées des émulsions photographiques à grains très fins; l’essor de l’histoautoradiographie, technique remontant à 1924, coïncida avec la production industrielle d’un grand nombre de radio-isotopes artificiels. De même, la préparation industrielle d’enzymes de grande pureté ou de résines de propriétés diverses a fortement influé sur les progrès de l’histochimie et des méthodes d’examen ultrastructural.

L’apparition de nouveaux instruments d’observation, d’une part, la diversité des problèmes que tente de résoudre l’histologiste, d’autre part, concourent donc à multiplier de plus en plus les techniques histologiques.

Préparation des tissus

Le principe même des microscopes, qui utilisent la lumière transmise, limite l’épaisseur de l’échantillon à examiner (20 猪m pour le microscope photonique, 0,1 猪m pour le microscope électronique). Une telle contingence implique, sauf cas exceptionnels, que le tissu soit débité en tranche minces, ou coupes, au moyen d’un microtome; cela nécessite un durcissement de l’objet biologique, et presque toujours son inclusion dans un milieu solide et chimiquement neutre (paraffine, collodion, résine). L’appareil le plus simple est le microtome à glissière, qui fonctionne à la manière d’un rabot. Le plus utilisé comporte un système rotatif d’avancée de l’objet: c’est le microtome à paraffine de Minot, aux amples possibilités, qui permet de réaliser des coupes sériées sans difficulté (cf. photo). L’ultramicrotome, où le système d’avancée de l’objet peut être rotatif ou thermique, est plus spécialement destiné à couper les objets inclus dans les résines.

Les effets néfastes des procédés de déshydratation qui permettent de durcir des échantillons, ainsi que des traitements ulté

rieurs qui préparent à l’inclusion, sont évités par la fixation préalable des tissus. Ce type d’intervention, le plus souvent chimique, consolide les édifices macromoléculaires préexistants en créant des liaisons intermoléculaires, conserve certains radicaux chimiques et en démasque d’autres, préparant ainsi la voie aux colorations et aux réactions chimiques. Mais les agents fixateurs produisent des «artefacts»: ainsi ils peuvent déformer les structures (distorsions), coaguler des constituants cellulaires en édifices artificiels, entraîner des déplacements de composés (fuites) ou la disparition complète de petites molécules et d’ions (fig. 1). Le fixateur chimique idéal n’existe pas, et l’histologiste doit choisir, parmi les nombreuses formules qui ont été mises au point empiriquement, celle qui convient le mieux à l’objet de ses recherches.

La fixation par méthode physique, procédé très ancien mais pendant longtemps délaissé, tend à redevenir très actuelle grâce aux perfectionnements qui viennent de lui être apportés. Une de ces techniques, qui utilise le froid, connue sous le nom de cryodessiccation (freeze-drying ), consiste à amener le tissu à la température de 漣 190 ⁰C sans le concours d’aucun agent chimique, par une simple immersion dans un gaz liquéfié; suit une évaporation sous vide de la glace amorphe formée dans les tissus, puis leur infiltration par le milieu d’inclusion. Le bloc est ensuite coupé à l’aide d’un microtome classique. Cette adaptation à l’histologie du procédé de lyophilisation a l’avantage de conserver in situ tous les composés du tissu, notamment les petites molécules, et de préserver de nombreuses activités enzymatiques; toutefois, il ne consolide pas l’architecture cellulaire et ne convient qu’aux très petites pièces, seules susceptibles d’être congelées instantanément, sans formation de cristaux de glace qui altéreraient les structures (fig. 10).

Le durcissement des échantillons peut être obtenu sans recourir à la déshydratation, et cela par simple congélation. Après une éventuelle inclusion dans un milieu hydrophile (gélatine), les coupes sont effectuées à l’aide d’un microtome réfrigéré, dont les modèles les plus perfectionnés sont les cryostats. Cette technique s’impose lorsqu’un examen rapide des échantillons est nécessaire, ou lorsqu’il faut conserver des molécules qui seraient détruites ou inactivées par les procédés classiques (enzymes, par exemple).

Lorsque les tissus sont constitués de cellules libres, l’examen au microscope n’implique pas obligatoirement une confection de coupes; c’est le cas, notamment, pour le sang ou la moelle osseuse, dont les constituants peuvent être étudiés respectivement sur des frottis ou des appositions. Enfin, il est parfois plus facile de reconnaître des types cellulaires ou des stades évolutifs d’une catégorie cellulaire, dans un organe massif, sur des tissus fixés et écrasés (squash ) que sur des coupes histologiques (fig. 2).

Examen morphologique des tissus

Cette phase de la recherche histologique fait appel au renforcement des contrastes, c’est-à-dire à la coloration. En effet, l’examen des coupes aux microscopes à contraste de phases ou à contraste interférentiel n’a qu’un intérêt limité, car il permet seulement la reconnaissance des structures (fig. 9). Il en est de même du microscope à fond noir, qui ne s’impose que pour l’examen de tissus renfermant des éléments diffractant fortement les rayons lumineux (fig. 3). Plus intéressant est d’obtenir une amplification des contrastes par une coloration élective de certains constituants du tissu ou des cellules, ce qui permet d’observer quelques-unes de leurs particularités, notamment leur capacité de rétention de certains types de colorants (affinités tinctoriales). La coloration, c’est-à-dire la fixation par une structure d’un produit coloré utilisé en solution, est le plus souvent le résultat d’une réaction chimique dont le mécanisme est mal connu. Dans certains cas sont employés des «mordants» qui s’unissent à la fois à la structure histologique et au colorant. L’utilisation de mélanges de colorants est possible lorsque leurs divers composants pénètrent plus ou moins facilement dans des structures de texture et de compacité différentes; on peut ainsi réaliser une polychromie qui facilite l’identification des constituants du tissu. La polychromie peut aussi être obtenue par une séquence de procédés de coloration, ou encore par association des techniques de coloration et des méthodes histochimiques. Toutes ces méthodes sont du plus grand intérêt dans l’étude des tissus complexes pour lesquels les différences de structure des constituants sont peu marquées (cf. pl. I, 4).

Dans quelques cas particuliers, l’histologiste a recours à des imprégnations métalliques, fondées sur l’affinité de certaines structures pour des sels de métaux lourds, comme l’argent, qu’il suffit de réduire ensuite pour obtenir un dépôt métallique opaque. Ces techniques d’imprégnation, qui permettent la mise en évidence des fibres nerveuses et des diverses catégories de fibres conjonctives, sont fondamentales pour étudier l’architectonie des tissus nerveux et conjonctifs (cf. pl. I, 1, 2, 3); très récemment, elles se

sont révélées indispensables pour l’identification de lignées cellulaires de glandes endocrines telles que la thyroïde ou le pancréas.

Il est des tissus pour lesquels la connaissance de détails morphologiques des surfaces cellulaires peut présenter beaucoup d’intérêt. Le microscope électronique à balayage permet à la fois d’étudier la structure fine de tels détails et d’évaluer leur extension à l’échelle histologique (fig. 4 et 5). Cet instrument est également précieux lorsqu’il s’agit d’établir une reconstitution spatiale des relations qui s’établissent entre les divers tissus d’un organe.

Détermination des constituants chimiques des tissus

Histochimie

Les méthodes histochimiques (ou cytochimiques) ont pour but de mettre en évidence des composés ou des groupements chimiques tout en maintenant l’intégrité morphologique du tissu ou même de la cellule. Il s’agit donc de méthodes d’analyse non destructives qui s’opposent par là aux techniques biochimiques. Ne sont pas considérés comme méthodes histochimiques les procédés microchimiques appliqués aux coupes, et qui détruisent les structures dans le temps où se déroule la réaction.

Les méthodes histochimiques doivent conduire à la formation d’un produit de réaction visible au microscope; dans les cas les plus fréquents, il s’agit d’un produit coloré (cf. pl. I, 5, 6, 7); mais d’autres propriétés du produit de réaction, telles que la présence d’un atome caractéristique révélable par une méthode physique, peuvent être utilisées. Parfois, on cherche à obtenir l’incorporation, dans le composé à déterminer, d’un atome radioactif qui suffit à le caractériser (fig. 11).

Les réactions histochimiques stricto sensu sont de véritables réactions chimiques, plus ou moins complexes, dont le mécanisme est connu (cf. pl. I, 5, 6, 7). Leur spécificité est très variable: ce sont, en effet, des réactions de mise en évidence de groupements chimiques, et leur électivité est d’autant plus faible que ces groupements sont plus répandus dans les diverses molécules organiques. De ce fait, certaines méthodes, comme les réactions nucléales, qui révèlent l’acide désoxyribonucléique, ou A.D.N., sont spécifiques d’une molécule bien définie; d’autres assurent la mise en évidence d’une catégorie de composés chimiques, les mucopolysaccharides acides, par exemple; d’autres, enfin, n’ont aucune spécificité. Celle-ci, toutefois, peut être augmentée grâce à des épreuves de contrôle obtenues par des digestions enzymatiques ou par des blocages de groupements chimiques bien précis. Un autre facteur important est, comme pour les colorations, la compacité de la structure contenant le composé à révéler; ainsi, pour l’A.D.N., la mise en évidence histochimique n’est possible qu’à partir d’un certain état de condensation de la chromatine qui correspond à un degré élevé de spiralisation de la molécule; à l’état déspiralisé, le produit de réaction, situé sur une structure d’un diamètre inférieur au pouvoir de résolution du microscope photonique, n’est pas visible.

À certains composés de grande importance ne correspond aucune méthode histochimique de caractérisation. C’est le cas de l’acide ribonucléique. L’identification n’est possible que si le composé, ou le complexe organique qu’il forme, est colorable et s’il existe en outre une enzyme agissant de façon élective sur lui. La comparaison d’une préparation colorée et d’une préparation témoin ayant subi une extraction enzymatique permet alors la localisation du composé en question (fig. 6). Enfin, des produits colorés, ou lysochromes, ont la propriété de se dissoudre électivement dans certains constituants cellulaires, dont ils assurent ainsi la mise en évidence; ils sont très utilisés en histochimie des lipides.

L’absence d’électivité constitue le facteur limitant le plus important dans l’emploi des méthodes histochimiques; l’électivité elle-même est souvent difficile à apprécier. L’histochimie des substances minérales en offre un exemple démonstratif. Les concrétions des tissus de nombreux Invertébrés (fig. 3 et 9) ont été souvent considérées comme formées de sels de calcium, parce que des méthodes donnant des résultats positifs sur le squelette des Vertébrés avaient été transposées sans contrôle. L’analyse de ces concrétions, réalisée par des méthodes physiques, démontre leur grande complexité et l’absence de valeur analytique de la plupart des techniques histochimiques classiques. C’est pourquoi, depuis quelques années, des méthodes plus satisfaisantes, mais d’un emploi moins courant, sont venues remédier aux insuffisances des méthodes classiques.

Méthodes histochimiques modernes, méthodes physiques

Dans le domaine de la localisation et de la caractérisation des protéines, l’immunohistochimie apporte une solution très satisfaisante: mise en évidence de la protéine par une réaction d’une très haute spécificité avec l’anticorps préalablement marqué par un atome fluorescent ou radioactif, lequel rend visible le complexe protéine-anticorps ainsi formé (fig. 7).

La spectrophotométrie d’absorption, tout aussi satisfaisante sur le plan théorique, est moins utilisée; les protéines possédant un spectre d’absorption caractéristique, elle consiste en l’analyse spectrale de la lumière ayant traversé une coupe non colorée.

Dans la microscopie à fluorescence, on utilise la propriété qu’ont certains composés d’absorber une radiation et d’en réémettre une autre de longueur d’onde différente; malheureusement, les substances naturelles présentant une telle fluorescence primaire sont peu nombreuses (vitamines A, riboflavine, par exemple), et l’intérêt de la méthode s’en trouve restreint.

Il en est de même pour le microscope polarisant qui met à profit la propriété possédée par les corps biréfringents de dévier le plan de polarisation de la lumière; cette technique n’est intéressante que pour la localisation de matériel cristallin ou semi-cristallin (tissu osseux, cuticules), de structures à symétrie radiaire (sphérocristaux), d’inclusions intracellulaires liquides qui, sous l’effet de fixateurs formolés, prennent l’état cristallin (lipides). La figure 8 illustre cette technique.

L’analyse des éléments a bénéficié de la mise au point et de la commercialisation de deux instruments. Le premier, la microsonde électronique de Castaing, permet la localisation histologique de toute substance contenant un atome caractéristique dans sa molécule, à condition que cette molécule soit suffisamment concentrée dans le volume analysé. Il convient particulièrement à l’analyse des concrétions minérales et à la localisation des protéines iodées, soufrées ou phosphorées, ainsi que des sulfomucopolysaccharides, des lipides soufrés ou phosphorés (fig. 9 et 10). Le microanalyseur par émission ionique secondaire de Castaing et Slodzian utilise le principe de la pulvérisation cathodique; il fournit à la fois un spectre de l’ensemble des éléments de la préparation microscopique, avec leurs isotopes, et des images de répartition de chacun de ces éléments. Sa sensibilité est en général supérieure à celle de la microsonde, de sorte qu’il permet de localiser des éléments-traces (fig. 11).

L’analyse des molécules fait appel à deux types de procédés. La réalisation d’un diagramme de diffraction par micro-diffraction au microscope électronique est possible lorsque la structure à analyser contient des cristallites. La méthode a surtout été utilisée dans l’étude de l’empoussiérage pulmonaire et dans celle de métalloprotéines cristallisées (fig. 12). Plus récemment, la diffusion de la lumière par effet Raman a été mise à profit par Delhaye et Dhamelincourt pour la mise au point d’une microsonde dont l’objectif est d’identifier les molécules in situ d’après leurs modes de vibration caractéristiques. À l’heure actuelle, cette microsonde moléculaire a surtout permis l’étude de précipités intracellulaires ou extracellulaires constitués de déchets puriques et de sels minéraux (fig. 13).

Histochimie quantitative

La détermination des masses sèches peut être faite par microradiographie de coupes déshydratées, l’absorption des rayons X qui traversent la coupe étant plus importante dans les régions de masse élevée. On mesure ainsi, sur des surfaces de 1 猪m², des masses de l’ordre de 10 size=1^漣14g; connaissant l’épaisseur de la coupe, on peut obtenir la masse par unité de volume. Ainsi a-t-on pu calculer, pour la muqueuse de l’estomac, la densité des cellules principales (0,3 . 10 size=1^漣12g/ 猪m³) et celle des cellules pariétales (0,2 . 10 size=1^漣12g/ 猪m³) avec une précision de l’ordre de 10 p. 100. Le microscope interférentiel «est à l’histologie ce que la balance est au chimiste» (Lison), mais il est encore très peu utilisé en histochimie quantitative.

En ce qui concerne les divers composés chimiques d’un tissu, dans la plupart des cas, l’appréciation de la teneur d’une structure en un composé ne permet pas de déterminer la quantité absolue, mais seulement de la comparer à celle d’une autre structure ou d’un échantillon témoin; les techniques ont donc, le plus souvent, une valeur comparative. Lorsqu’une réaction histochimique donne un produit coloré dont la quantité dépend de celle du composé initial, l’histophotomètre rend possible, en mesurant la quantité de lumière absorbée dans le produit de réaction, d’apprécier la quantité du composé initial. On peut également, grâce à la spectrophotométrie d’absorption où à la microanalyse par spectrographie des rayons X (sonde électronique), par émission ionique secondaire ou par effet Raman, comparer les teneurs de diverses structures en un élément ou un composé donné. Il devrait être possible, dans un proche avenir, de réaliser par ces procédés de véritables dosages in situ.

Signification fonctionnelle des tissus

Dans les cas les plus favorables, l’examen morphologique, complété ou non de données histochimiques, permet de reconnaître la fonction du tissu. Il en est ainsi pour les tissus glandulaires ou les épithéliums de revêtement (cf. pl. I, 5). Mais, ces techniques se révélant souvent insuffisantes, le choix de méthodes mieux adaptées s’impose alors.

Histoenzymologie

La mise en évidence d’enzymes offre le plus grand intérêt, dans la mesure où leur présence renseigne sur la fonction de certaines cellules. La localisation des molécules enzymatiques elles-mêmes relève de l’immunohistochimie. Mais un certain nombre de méthodes d’application plus simples révèlent des activités enzymatiques. La réaction, catalysée par une enzyme ou un groupe d’enzymes, est décelée soit par la digestion du substrat sur lequel agit l’enzyme (cf. pl. I, 8), soit par l’un des produits de la réaction catalysée (cf. pl. I, 9). Quel que soit le type de méthode, la conservation sur coupe histologique des molécules enzymatiques douées d’activité pose des problèmes de fixation et de traitement des tissus qui n’ont pas toujours été résolus.

Histoautoradiographie

L’incorporation, dans une molécule organique ou minérale, d’un précurseur marqué par un atome radioactif (fig. 14) peut n’avoir qu’un intérêt histochimique. Son principal avantage, toutefois, réside dans l’analyse dynamique. À l’heure actuelle, une très grande gamme de radio-isotopes artificiels, précurseurs de la plupart des molécules d’intérêt biologique, permet de déterminer le stade où un composé est synthétisé dans un tissu et d’établir son cycle de renouvellement.

Apport de données ultrastructurales

Le microscope électronique, si parfaitement adapté à l’étude de la physiologie cellulaire, présente une utilité réelle en histologie, ne serait-ce que pour l’étude des tissus d’animaux de très petite taille. Plus généralement, en raison de la relation étroite qui existe entre les aspects ultrastructuraux et certaines fonctions, il est du plus haut intérêt d’effectuer l’examen ultrastructural des cellules qui composent un tissu. Grâce à cet examen, on dégage parfois la signification fonctionnelle de types cellulaires pour lesquels l’examen au microscope photonique ne peut apporter aucune information (fig. 15). Sur le plan strictement morphologique, le microscope électronique à transmission a d’abord permis de reconnaître et de décrire avec précision les modes de jonction intercellulaires si variés, dont dépendent à la fois les propriétés mécaniques et physiologiques des tissus (fig. 16). Plus récemment, la technique de cryo-fracture a profondément renouvelé l’étude de ces jonctions (fig. 17). Les techniques d’examen ultrastructural sont d’ailleurs d’autant plus intéressantes qu’il est possible de transposer à cette échelle certaines méthodes cytochimiques, les techniques autoradiographiques, celles de l’immunocytochimie et de la cytoenzymologie, l’analyse par microsonde électronique et la très ancienne méthode d’injection de marqueurs (fig. 18).

3. Données sur la classification et sur le rôle des tissus

La plupart des tissus font l’objet de descriptions ou d’aperçus biologiques dans d’autres parties de cet ouvrage. On a vu qu’ils peuvent se ramener à quatre familles fondamentales:

– Les tissus épithéliaux, à cellules jointives, qui feront seuls l’objet d’une description sommaire ici.

– Les tissus conjonctifs, spécialisés dans des fonctions mécaniques et de nutrition, ou de défense (cf. tissu CONJONCTIF, COLLAGÈ- NE, OS, système RÉTICULO-ENDOTHÉLIAL, SANG).

– Les tissus musculaires (cf. MUSCLES, cœur, appareil DIGESTIF).

– Le tissu nerveux, renfermant essentiellement les neurones et la névroglie associée (cf. système NERVEUX).

On trouvera aussi de nombreux aspects des fonctions de ces divers tissus et de leur biologie dans l’article HISTOPHYSIOLOGIE.

Tissu épithélial

Le terme «épithélium» désigna d’abord la pellicule que l’eau bouillante détache de la surface des papilles de la langue (Ruysch, 1715). Par extension, le terme s’appliqua bientôt aux divers revêtements des cavités de l’organisme et à l’épiderme, tous tissus formés de cellules jointives, solidarisées, et qui ne renferment pratiquement ni substances extracellulaires ni vaisseaux. Ces épithéliums sont dits de revêtement pour les opposer aux parties sécrétrices ou excrétrices des glandes, qui dérivent souvent des précédents et sont, elles aussi, constituées de cellules jointives: on les appelle, pour cette raison, «épithéliums glandulaires» (cf. pl. II).

Épithéliums de revêtement: structure et fonctions

La morphologie des épithéliums de revêtement ainsi que leurs fonctions varient suivant les cas. Limitant souvent l’organisme vis-à-vis du milieu extérieur (épiderme, muqueuse des organes creux), ils assurent à des degrés variables l’étanchéité et la protection mécanique ou chimique, un contrôle des échanges, des fonctions d’information. Ils reposent toujours sur un tissu conjonctif qui assure leur nutrition à travers une mince lame basale qu’ils édifient (cf. pl. II, 1, 3, 4). Sur leur face extérieure, leurs cellules sont généralement bien solidarisées par des dispositifs de jonction (cf. pl. II, 2, et HISTOPHYSIOLOGIE). Leur rôle est souvent fonction de leur épaisseur: l’épiderme doit son imperméabilité à l’eau et sa résistance mécanique à ses nombreuses couches cellulaires (cf. pl. II, 1, 3), mais aussi à sa couche cornée ^{[cf. PEAU]}. On peut opposer à cet épithélium stratifié les épithéliums simples (à une seule assise cellulaire) très minces, qui tapissent la paroi des capillaires (endothéliums): les cellules sont fortement aplaties et tout concourt à faciliter le glissement de la colonne sanguine, aussi bien que les échanges avec le milieu ^{[cf. STRUCTURE ET FONCTION]}.

Cependant, la fonction des épithéliums ne dépend pas seulement de leur épaisseur, mais aussi de la différenciation de leurs cellules: l’épithélium simple de l’estomac est fait de hautes cellules prismatiques à mucus (rôle de protection chimique), tandis que celui de l’intestin grêle comprend plusieurs types cellulaires avec une majorité de cellules absorbantes (fig. 15); les épithéliums ciliés (trachéal, tubaire) sont capables, grâce aux mouvements coordonnés des cils, de déplacer des particules à leur surface (cf. pl. II, 6).

Épithéliums glandulaires

Les épithéliums glandulaires dérivent des épithéliums de revêtement, sauf pour quelques glandes d’origine mésenchymateuse (interstitielle du testicule et de l’ovaire). Ils constituent aussi bien des cordons ou unités sécrétantes des glandes exocrines ou endocrines (fig. 16) que les conduits qui permettent l’issue de la sécrétion des glandes exocrines.

Biologie des épithéliums et généralement des tissus

Les cellules qui constituent un même tissu s’identifient mutuellement et se tolèrent grâce aux propriétés de leur membrane ^{[cf. HISTOPHYSIOLOGIE ANIMALE]}. Cela est vrai, entre autres, des cellules épithéliales. La nutrition de ces dernières se fait nécessairement par l’intermédiaire du conjonctif généralement riche en capillaires sur lequel repose l’épithélium. Une exception classique à cette situation est l’épithélium cornéen, qui tire ses métabolites d’un tissu conjonctif avasculaire, le stroma cornéen. Il est vrai que ce dernier se trouve par sa face postérieure en relation quasi immédiate avec l’humeur aqueuse ^{[cf. ×IL HUMAIN]}.

Les rapports entre épithélium et conjonctif sont un bon exemple des interrelations tissulaires en général sur le plan de la biologie. Des capillaires du conjonctif dépend la survie de l’épithélium; ce dernier joue un rôle inhibiteur sur la croissance du conjonctif sous-jacent, bien évident au cours des processus de cicatrisation. Mais des échanges métaboliques réalisant une véritable «symbiose» pluritissulaire ont été démontrés au moins dans certains cas (épithélium et stroma cornéen). Quant à la capacité de renouvellement des cellules des tissus, épithéliaux ou autres, on la trouvera décrite, avec données numériques à l’appui, à l’article HISTOPHYSIOLOGIE.

4. Apports de l’étude des tissus

L’intérêt de l’étude des tissus est évident à un triple point de vue: biologique, physiologique et pathologique.

Biologie . L’étude des interactions cellulaires a débuté par la recherche des conditions d’association de diverses cellules et par l’approfondissement de la structure des membranes plasmiques ainsi que de leur environnement immédiat, extracellulaire et intracellulaire. L’enjeu était – et reste encore – la compréhension de phénomènes aussi divers que le comportement de greffes tissulaires ou d’organes et la propagation de cellules cancéreuses soit dans l’environnement de la tumeur originelle, soit lors des métastases. Mais l’apport des techniques de l’immunocytochimie et de la biologie moléculaire a peu à peu complété, voire supplanté, la simple observation. Cela a aussi permis d’aborder sur de nouvelles bases la différenciation cellulaire et la genèse des tissus au cours du développement. Au total, la compréhension de la biologie tissulaire implique, outre la connaissance de l’histologie classique, des bases d’immunologie, de génétique et de biologie moléculaire.

Physiologie . Pour approfondir un mécanisme fonctionnel, il faut toujours connaître en détail les structures qui lui permettent de s’exercer. La physiologie cardiaque, par exemple, ne peut guère se comprendre si l’on ignore le rôle du tissu nodal qu’expliquent bien ses diverses propriétés: innervation, répartition topographique, conduction plus rapide que dans le reste du myocarde, qui lui font assurer la diffusion d’une onde contractile à un rythme donné.

Pathologie . Enfin, une perturbation tissulaire ne manque pas de retentir sur la physiologie d’un organe ou d’un appareil : par exemple, les troubles métaboliques du tissu conjonctivo-élastique des vaisseaux artériels conditionnent toute une pathologie de l’appareil circulatoire. Aussi l’histologie pathologique permet-elle d’établir le diagnostic, en même temps que les lésions qu’elle révèle invitent à la recherche de leur déterminisme.

Encyclopédie Universelle. 2012.