/ . Embryol. exp. Morph. Vol. 19, 2, pp. 283-97, April 1968
With 1 plate
Printed in Great Britain
283
Etude autoradiographique du muscle strie
en regeneration in vivo
Par M. REZNIK 1
Laboratoire d'Anatomie Pathologique {Professeur E. H. Betz),
Universite de Liege, Belgique
La regeneration du muscle strie squelettique est assuree par des elements
plurinuclees qui se differencient ulterieurement en fibres plus ou moins normales. Ces structures plurinucleees peuvent affecter differentes formes. Le plus
souvent, ce sont des elements allonges contenant de nombreux noyaux disposes
en file au centre d'un sarcoplasme basophile. On leur a donne des noms divers:
myotubes, 'Muskelschlauche', rubans musculaires. D'autres fois, des renflements massues plurinuclees se developpent a l'extremite de fibres indemnes ou
de myotubes: ce sont les 'bourgeons musculaires'. On donne le nom de 'sarcoblastes' a l'ensemble des structures plurinucleees qui constituent un stade intermediaire dans la regeneration des fibres striees adultes.
Au cours de la myogenese normale, on voit se succeder une phase d'augmentation des cellules mononucleees (myoblastes), une phase de formation des
elements plurinuclees, puis une phase de developpement des nouvelles fibres
musculaires.
Au cours de la regeneration du muscle strie squelettique chez l'animal adulte,
on observe les memes phases, mais la coexistence de processus degeneratifs et
d'une reaction inflammatoire ne permet pas toujours de determiner le role des
cellules mononuclees et l'origine du grand nombre des noyaux dans les nouvelles
fibres musculaires.
Trois hypotheses peuvent etre logiquement envisagees pour expliquer l'augmentation du nombre des noyaux dans les fibres musculaires en regeneration:
(1) migration des noyaux a partir de la partie intacte de la fibre musculaire; (2)
division mitotique ou amitotique des noyaux inclus dans les fibres musculaires;
(3) multiplication des cellules mononucleees (myoblastes) et fusion de celles-ci
pour former les sarcoblastes.
L'augmentation rapide du nombre des noyaux dans les sarcoblastes et
Fabsence totale de mitose a leur niveau ont longtemps suggere que les noyaux
musculaires pouvaient se multiplier par division amitotique (Altschul, 1962).
Cependant, les noyaux des sarcoblastes contiennent tous une quantitediploide
1
Adresse de Vauteur: Laboratoire d'Anatomie Pathologique, 1, Rue des Bonnes-villes,
Liege, Belgique.
284
M. REZNIK
d'ADN (Lash, Holtzer & Swift, 1957; Firket, 1958; Bassleer, 1962), ce qui est
incompatible avec leur division mitotique ou amitotique. Neanmoins, la realite
d'une augmentation du nombre de noyaux dans le muscle en regeneration est
confirmee par Faugmentation du ADN a ce niveau; ceci a ete verifie par dosage
biochimique (Pietsch & MacCollister, 1965; Galluci, Novello, Margreth &
Aloisi, 1966), par l'etude de l'incorporation de la thymidine tritiee lors de la
myogenese embryonnaire (Zhinkin & Andreeva, 1963; Marchok & Herrmann,
1967) ou in vitro (Firket, 1958; Stockdale & Holtzer, 1961; Bassleer, 1962;
Yaffe & Feldmann, 1965), et au cours de la regeneration in vivo (Bintliff &
Walker, 1960; Walker, 1963; Zhinkin & Andreeva, 1963; Laird & Walker, 1964;
Bateson, Woodrow & Sloper, 1967; Toto, O'Malley, Anguizola & Hilgers,
1967). L'ensemble de ces recherches, les observations microcinematographiques
in vitro (Capers, 1960) et les examens en microscopie electronique (Hay, 1959;
Allbrook, 1962; Price, Howes & Blumberg, 1964; Betz, Firket & Reznik, 1966)
suggerent que les nouvelles fibres musculaires sont probablement formees par
la fusion de cellules mononucleees (myoblastes). L'origine de ces myoblastes
reste cependant controversee (Walker, 1963; Bateson et al. 1967; Toto et al.
1967).
Dans des travaux anterieurs sur le lapin et la souris, nous avons montre
(Reznik, 1967) que la regeneration musculaire est completement inhibee par
une irradiation locale de 1500 R faite pendant les 2 jours qui suivent la
lesion musculaire, c'est-a-dire pendant la phase de multiplication active des
cellules mononucleees. Lorsque l'irradiation est effectuee 4 jours apres la
lesion, c'est-a-dire lorsque des sarcoblastes sont deja bien constitues, la regeneration musculaire se poursuit normalement. Si l'irradiation est faite pendant le
3eme j o u r j j'effet est variable d'un animal a l'autre et depend probablement du
moment ou Ton saisit la phase de formation des elements plurinuclees.
En considerant ces trois phases, nous nous sommes demande comment
variait la cinetique de la multiplication mitotique des cellules mononucleees et
leur fusion pour former les sarcoblastes.
Dans ce but, apres des recherches preliminaires (Reznik, 1966), nous avons
entrepris une etude sequentielle de l'incorporation de la thymidine-3H dans
le muscle strie en regeneration, lorsque le precurseur est injecte a Fanimal a un
moment precis apres la lesion musculaire.
MATERIEL ET METHODE
La regeneration musculaire est etudiee chez la souris adulte R/3a normale. Au
niveau de chaque patte, apres incision de la peau, le muscle soleaire est expose
et on y applique de la neige carbonique sur une surface de 5 mm de diametre,
pendant 1 min. Les souris sont reparties en 5 lots de 7 a 10 animaux. Chaque
souris recoit une injection intraperitoneale unique de 100 jnc de thymidine-3H;
celle-ci est faite a un temps different pour chaque lot de souris, soit 42 h, 48 h,
Regeneration du muscle strie
285
54 h, 66 h ou 80 h apres la lesion musculaire. Dans chaque lot, les animaux sont
sacrifies apres des delais connus, endeans les 24 h qui suivent l'administration du
precurseur marque. Les muscles sont preleves etfixesau formol sale, tamponne a
pH 7,35. Les histoautoradiographies sont realisees selon la methode classique
en utilisant les emulsions nucleaires en gel Gevaert Nuc 7,15 ou Ilford L4.
Pour chaque temps de prelevement, on examine au moins deux muscles differents
provenant de 1 ou 2 animaux.
RESULTATS
Etude histologique
L'aspect histologique de la regeneration du muscle strie necrose par congelation est tres semblable a ce que l'on observe au cours de la regeneration musculaire dans d'autres circonstances experimentales (Betz, 1951).
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
42 48 54 60 66 72 78 84 90 102 108
Heures
Fig. 1. Variation de la valeur moyenne de l'index mitotique des cellules libres
mononucleees au cours de la regeneration musculaire dans le muscle soleaire de
souris. L'index le plus eleve (13 %0.) est atteint entre la 546me h et la 786me h apres
la necrose musculaire par congelation.
Dans les 24 h qui suivent la congelation, une partie des fibres musculaires se
necrosent sur une longueur variable. Le foyer de necrose est le siege d'une
infiltration inflammatoire leucocytaire. De nombreuses autres cellules libres
mononucleees, les unes fusiformes, les autres polyedriques, apparaissent dans la
zone detruite, principalement en bordure des fibres musculaires partiellement
alterees.
19
JEEM 19
286
M. REZNIK
Trois jours apres la lesion, le nombre de cellules libres non inflammatoires
augmente de facon considerable. Quelques bourgeons de regeneration (sarcoblastes) sont visibles a proximite des fibres musculaires en partie conservees et
le long des gaines de sarcolemme des fibres musculaires detruites.
Les \4hme et 15^me jours, les sarcoblastes sont plus nombreux et plus volumineux.
L'examen attentif de ce materiel ne permet jamais de decouvrir des mitoses ni
dans les sarcoblastes ni dans les fibres musculaires. Les mitoses sont relativement peu nombreuses et elles sont uniquement decouvertes dans les cellules libres
54
60
108
Fig. 2. La courbe en trait plein indique la variation du nombre des noyaux dans les
fibres musculaires en regeneration par rapport a la population nucleaire totale dans
le territoire de la regeneration musculaire. Les courbes en trait interrompu traduisent
la variation du nombre des noyaux sarcoblastiques marques apres une injection
unique de thymidine-3H (faite 54 h, 66 h ou 80 h apres la lesion musculaire).
mononucleees. L'index mitotique compte sur le nombre de cellules libres mono•cleees, a l'exclusion des elements inflammatoires, varie au cours de la regeneration musculaire comme l'indique la figure 1. Cette courbe montre que le plus
Regeneration du muscle strie
me
287
me
grand nombre de mitoses (13%0) est observe entre la 54^ et la 78^ heure apres
la lesion musculaire.
Le nombre de noyaux inclus dans les sarcoblastes varie considerablement au
cours de la regeneration musculaire. La courbe en trait plein de la figure 2
represente la variation du pourcentage des noyaux sarcoblastiques comptes par
rapport au nombre total de noyaux (a l'exception des elements inflammatoires et
de ceux des fibres musculaires normales) sur la plus grande partie du territoire de
regeneration. Cette courbe permet de representer 1'augmentation du nombre de
noyaux dans les nouvelles fibres musculaires par rapport au nombre de cellules
mononucleees (myoblastes) presentes dans un meme territoire. On peut ainsi
distinguer trois phases dans la formation des nouvelles fibres musculaires.
Pendant la premiere phase, qui couvre les 78 h apres la lesion musculaire, les
sarcoblastes sont rares et contiennent peu de noyaux. Au cours de la seconde
phase, situee entre la 78^me h et la 90^me h, on observe une formation abondante de
sarcoblastes qui contiennent rapidement un grand nombre de noyaux. Enfin,
une troisieme phase debute au dela de la 90^me h. Au cours de celle-ci, les sarcoblastes deviennent plus volumineux sans qu'il y ait une augmentation appreciable
du nombre de leurs noyaux par rapport au nombre de cellules libres mononucleees. Ulterieurement, mais de facon progressive, le pourcentage des noyaux
sarcoblastiques tend encore a augmenter; ceci semble du a la rarefaction des
cellules mononucleees interstitielles plutot qu'a l'augmentation du nombre des
noyaux dans les fibres musculaires en developpement.
Etude autoradiographique
Aspect qualitatif
Injection de la thymidine-zH 42 h ou 48 h apres la lesion musculaire. Quel que
soit le delai (variant de 1 a 24 h) entre l'injection de la thymidine-3H et celui du
prelevement, on observe toujours un marquage des noyaux d'une partie des
cellules mononucleees libres, des cellules endotheliales et de quelques rares
noyaux musculaires en position normale ou a l'extremite d'une fibre musculaire
partiellement alteree. Les leucocytes et les macrophages ne sont pas marques
dans les delais etudies apres l'injection du precurseur.
Parmi les cellules libres mononucleees, le marquage se fait au niveau du
noyau des cellules dont l'aspect morphologique est heterogene; parmi celles-ci,
on trouve des cellules fusiformes basophiles qui sont isolees ou adherentes au
versant interne de la gaine de sarcolemme appartenant a une fibre musculaire
necrosee. Les traces du precurseur marque sont egalement presentes dans des
noyaux ronds et volumineux situes dans des cellules dont le cytoplasme est
moins basophile et presente une affinite tinctoriale semblable a celle des fibres
musculaires en disintegration. Parfois, on decouvre un noyau musculaire,
arrondi et clair, qui a incorpore la thymidine-3H. De temps en temps, on
apercoit un long noyau mince, marque, tres proche de la partie externe d'une
fibre musculaire normale.
19-2
288
M. REZNIK
z
Injection de la thymidine- H 54 h apres la lesion musculaire. Pendant les
premieres heures qui suivent l'injection du precurseur marque, l'aspect qualitatif
du marquage est assez identique a ce que Ton observe dans les series precedentes. Cependant, le nombre de cellules libres est plus important dans la
zone adjacente a l'extremite des fibres musculaires indemnes; c'est dans cette
region que le marquage des noyaux est le plus frequent et le plus intense.
Avant la 72^me h, quelques ebauches de sarcoblastes sont presentes, surtout au
voisinage des fibres normales, mais leurs noyaux sont rarement marques. Dans
les muscles preleves a la 79^me h, il existe des sarcoblastes dont certains noyaux
sont marques, mais d'une fa?on nettement moins intense que les noyaux des
cellules isolees.
Injection de thymidine-zH 66 h apres la lesion musculaire. L'injection est faite a
un moment ou les cellules libres mononucleees sont tres abondantes et quelques
ebauches de sarcoblastes parfois presentes. Apres la premiere heure, le marquage
est assez identique a ce que Ton a vu precedemment (planche 1, fig. A); des
cellules libres, dont le noyau est marque, sont souvent collees contre les sarcoblastes. Dans les muscles preleves 3 h apres l'injection de la thymidine-3H, on
n'observe pas de noyaux sarcoblastiques marques. Par contre, dans les muscles
preleves 6 h apres l'injection du precurseur, les sarcoblastes contiennent quelques
noyaux marques. Dans les muscles preleves 12 h ou 24 h apres l'injection, les
sarcoblastes contiennent un plus grand nombre de noyaux marques (planche 1,
fig. B). Le marquage des noyaux inclus dans les formations plurinucleees est
nettement moins intense que celui des noyaux des cellules mononucleees. Certains
sarcoblastes, se trouvant generalement a l'extremite ou le long d'une fibre musculaire peu alteree, ne contiennent qu'un petit nombre de noyaux marques. D'autres,
qui sont plus proches de la zone musculaire detruite, renferment une majorite de
noyaux marques. Enfin, il existe des sarcoblastes qui sont pourvus, en nombre
egal, de noyaux marques et non marques.
Injection de la thymidine-zH 80 h apres la lesion musculaire. L'injection est
faite a un moment ou la regeneration musculaire est deja bien avancee. Pendant
les premieres heures, seuls les noyaux des cellules libres mononucleees sont
marques de facon sensible. II faut egalement attendre la 6^meh apres l'injection du
precurseur pour decouvrir quelques noyaux sarcoblastiques faiblement marques.
Dans les muscles preleves plus tardivement, la majorite des sarcoblastes con-
PLANCHE 1
Fig. A. Autoradiographie du muscle soleaire de souris (thymidine-3H injectee 66 h apres la
necrose musculaire; prelevement du muscle 1 h apres): marquage intense du noyau d'une
partie des cellules mononucleees (coloration hematoxyline). Gross, 400 x .
Fig. B. Autoradiographie du muscle soleaire de souris (thymidine-3H injectee 66 h apres la
necrose musculaire; prelevement du muscle 24 h plus tard): marquage moyen d'une partie
•des noyaux inclus dans les fibres musculaires en regeneration visibles au centre de la preparation (coloration hematoxyline). Gross, 400 x .
PLANCHE 1
J. Embryol. exp. Morph., Vol. 19, Part 2
B
M. REZNIK
facing p. 288
Regeneration du muscle strie
289
tient toujours un petit nombre de noyaux marques. Les sarcoblastes les plus
volumineux n'en renferment presque jamais; ceux de taille moyenne ont parfois
quelques noyaux faiblement marques, disperses parmi les autres noyaux non
marques; les sarcoblastes les plus minces, qui sont souvent les plus proches de
la zone de necrose, sont constitues par une majorite de noyaux marques.
L'intensite du marquage des noyaux inclus dans les formations musculaires
plurinucleees est tres variable, mais il est toujours inferieur a celui des noyaux
des cellules mononucleees libres.
Aspect quantitatif
Sur les preparations histologiques, l'etendue de la regeneration varie d'un
animal a l'autre, et, dans un meme muscle, d'un endroit a l'autre; il est evidemment impossible de connaitre le nombre des cellules libres et des nouvelles fibres
musculaires qui se forment dans chaque muscle. On peut cependant analyser les
variations proportionnelles des differents elements qui se trouvent dans un
territoire limite. Pour obtenir des resultats comparables, nous avons principalement etudie la zone de regeneration situee entre la partie completement necrosee
et la region des fibres musculaires indemnes. Pour chaque temps de prelevement,
nous avons utilise au moins deux muscles. Pour chaque muscle, nous avons
etudie plusieurs coupes a des niveaux differents. En excluant les cellules endotheliales, les elements inflammatoires et les macrophages bien reconnaissables
ainsi que les noyaux des fibres musculaires normales, nous avons compte
l'ensemble des noyaux dans le territoire de la regeneration musculaire. Ces
noyaux appartiennent soit aux cellules libres mononucleees, fusiformes ou
polymorphes, soit aux sarcoblastes aux differents stades de leur maturation. Le
total des valeurs numeriques obtenues est exprime par 1000 noyaux pour chaque
temps de prelevement; ces resultats sont rapportes dans le tableau 1. A la
lecture de celui-ci, on decouvre que le pourcentage des noyaux marques varie en
fonction de moment de l'injection de la thymidine-3H apres la lesion musculaire
et du delai de prelevement du muscle strie apres 1'administration du precurseur.
Ces resultats ont ete exprimes graphiquement.
Les variations du pourcentage des noyaux marques dans les cellules libres
mononucleees sont representees dans la figure 3. Celle-ci montre qu'on obtient
un marquage immediat d'au moins 20 % des noyaux des cellules isolees quel que
soit le moment ou le precurseur radioactif a ete injecte. Ulterieurement, le
marquage le plus frequent est observe lorsque la thymidine-3H est injectee a la
54eme o u j a 66femeh apres la lesion du muscle. Dans cette circonstance, 35 a 40 %
des noyaux des cellules isolees sont marques 8 a 15 h apres l'administration
du produit, c'est-a-dire entre la 60^me et la 80feme h qui suit la necrose musculaire.
Cette periode couvre justement le moment ou l'index mitotique est le plus
eleve et correspond au debut de la phase de formation des sarcoblastes
(figure 2).
Les variations du pourcentage des noyaux marques dans les sarcoblastes sont
290
M. REZNIK
egalement representees dans le graphique de la figure 4. Les differentes courbes
illustrent l'importance du delai entre l'administration de la thymidine a
1'animal et le moment de production de la lesion musculaire. Lorsque la
thymidine-3H est injectee 42 ou 48 h apres la lesion musculaire, on ne marque
Tableau 1. Valeurs moyennes du nombre des noyaux, non marques
et marques, dans les cellules mononucleees et les sarcoblastes apres une
injection unique de thymidine-zH (faite 42 h, 54 h, 66 h ou 80 h apres
la lesion musculaire) {explication dans le texte)
Delai
apres
Heure injection
d'injection de la
de la
thymithymi- dine-3H
dine-3H
00
42 h
54 h
66 h
80 h
Delai
apres la
lesion
musculaire
(h)
Nombre de cellules> isolees Nombre de noyaux sarcoblast.
A.
t
Non
%de
Non
%de
marquees Marquees marquees marques Marques marques
3
8
15
22
43
45
50
57
64
813
795
775
741
798
187
205
225
259
202
19
20
22
26
20
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
1
3
8
17
25
55
57
62
71
79
758
672
664
662
661
242
320
336
336
284
24
32
34
34
30
8
—
2
44
—
—
—
11
—
—
—
20
1
3
6
12
24
67
69
72
78
90
776
660
655
587
407
224
340
329
339
141
22
34
33
36
25
—
13
51
228
—
3
23
224
—
19
31
49
1
3
6
12
18
24
81
83
86
92
98
104
639
600
447
454
516
413
191
177
165
159
189
131
23
22
26
26
26
24
170
223
368
366
270
387
—
20
21
25
69
—
5
1
6
9
15
pas les noyaux presents dans les quelques bourgeons musculaires qui se forment
endeans les 24 h. Si la thymidine-3H est injectee a la 54^me h on decouvre 20 % de
noyaux marques dans les sarcoblastes formes 24 h plus tard; lorsque la thymidine-3H est injectee a la 66^me h, c'est-a-dire juste avant que les sarcoblastes se
forment, on observe un marquage tres abondant (50 % et plus) des noyaux dans
les nouvelles fibres musculaires presentes 24 h plus tard. Par contre, si la
thymidine-3H est injectee 80 h apres la lesion musculaire, c'est-a-dire a un
Regeneration du muscle strie
291
40
30
20
10
42
48
54
60
72
66
78
90
84
96
102
108
Heures
Fig. 3. Apres autoradiographie, variation du pourcentage des noyaux marques dans
la population des cellules mononucleees. Chaque animal ne recoit qu'une seule
injection de thymidine-3H (42 h, 54 h 66 h ou 80 h). Dans chaque serie, les animaux
sont sacrifies a des delais variant de 1 h a 24 h apres l'injection du precurseur marque.
Le marquage des noyaux des cellules libres est plus frequent lorsque la thymidine3
H est injectee 54 h ou 66 h apres la necrose musculaire.
50 -
p
[66eme h]
4
40 -
/
?
30 -
20
o [54eme h]
9
[80eme h]
i
10
/
/
42
48
54
60
66
.
s'
t
/
72
O'"
P--
LJZ—o'l
78
84
90
96
l
1
102
108
^
Heures
Fig. 4. Apres autoradiographie, variation du pourcentage des noyaux marques dans
les fibres musculaires en regeneration apres une seule injection de thymidine-3H. Le
plus grand pourcentage (49%) de noyaux sarcoblastiques marques est obtenu
endeans les 24 h, lorsque le precurseur est injecte 66 h apres la necrose musculaire.
292
M. REZNIK
moment ou de nombreux sarcoblastes sont deja formes, on ne decouvre dans
ceux-ci que 15 % de noyaux marques 24 h plus tard.
Les resultats concernant les variations du nombre des noyaux dans les
nouvelles fibres musculaires sont egalement exprimes dans le graphique de la
figure 2. Ces courbes representent, par rapport a la population nucleaire totale
dans la zone de regeneration, F augmentation du nombre de noyaux sarcoblastiques non marques (trait plein) et marques (trait interrompu) apres une seule
injection de thymidine-3H effectuee a differents delais (54«me h, 66^me h, 80^me h)
apres la lesion du muscle.
DISCUSSION
Les premieres etudes sur l'incorporation de thymidine-3H dans le muscle en
croissance ont ete realisees in vitro (Firket, 1958; Stockdale & Holtzer, 1961;
Bassleer, 1962). Elles apportent deja des resultats interessants quant a 1'augmentation du nombre des noyaux dans les sarcoblastes. Si le precurseur est
fourni de facon continue aux cultures de muscle des l'explantation, on constate
que presque tous les noyaux des cellules libres et les noyaux des structures
plurinucleees sont marques apres 3 jours. Par contre, si la thymidine-3H est
ajoutee 48 h apres l'explantation, et si on la laisse en contact avec la culture
egalement pendant 3 jours, la population des cellules libres est marquee a plus
de 90 % tandis que les noyaux des rubans musculaires ne sont presque pas
marques. Ces resultats montrent que l'incorporation du precurseur se produit
uniquement dans le noyau des cellules isolees mais ne se fait pas dans les
noyaux inclus dans les sarcoblastes. Les noyaux musculaires marques proviennent done de la fusion de cellules mononucleees libres dont le noyau a incorpore
le precurseur a ce stade (Bassleer, 1962; Yaffe & Feldman, 1965).
Les recherches effectuees au cours de la myogenese embryonnaire (Zhinkin &
Andreeva, 1963; Marchok & Herrmann, 1967) plaident egalement en faveur de
la multiplication mitotique des myoblastes et de leur fusion pour former des
structures plurinucleees (myotubes).
Les etudes autoradiographiques lors de la regeneration du muscle strie in
vivo, apportent des resultats d'une autre nature. Differents auteurs (Bintliff &
Walker, 1960; Walker, 1963; Zhinkin & Andreeva, 1963; Laird & Walker, 1964)
ont montre que si la thymidine-3H est fournie a l'animal en 3-4 injections, 2 a 4
jours apres la lesion musculaire, on observe egalement un marquage abondant
des noyaux des cellules libres et jusqu'a 34 et 66 % de noyaux sarcoblastiques.
Ceux-ci persistent dans les nouvelles fibres musculaires et ils peuvent etre
retrouves dans de nouveaux sarcoblastes si, 2 a 3 semaines plus tard, on provoque
une nouvelle lesion musculaire (Walker, 1963). D'apres Bintliff et Walker (1960),
Walker (1963) et Toto et al. (1967), si la thymidine-3H est fournie a l'animal peu
de temps avant la lesion musculaire, les cellules inflammatoires et les cellules
conjonctives sont fortement marquees, mais on n'observe jamais de noyaux
Regeneration du muscle strie
293
marques dans les fibres musculaires en regeneration; par contre, Bateson et al.
(1967) affirment que des noyaux sarcoblastiques sont marques si la thymidine-3H
est fournie a l'animal 24 a 48 h avant la lesion musculaire. Nous ne discuterons
pas actuellement ces resultats assez divergents.
Notre travail actuel a pour but d'etudier les premiers stades de formation des
sarcoblastes; les muscles sont preleves endeans les 24 h qui suivent une injection
unique de thymidine-3H effectuee a differents delais apres la lesion musculaire.
Ce schema experimental permet de mieux suivre une fraction determinee de la
population cellulaire a chaque periode de la regeneration musculaire. Deux
points particuliers meritent d'etre envisages: la nature des noyaux qui incorporent la thymidine et leur deplacement eventuel au cours des remaniements
structuraux qui s'effectuent pendant la formation des sarcoblastes.
Un premier probleme se pose: celui de la signification des noyaux musculaires
marques que nous avons observes dans une fibre normale ou partiellement
alteree. Au cours de la myogenese embryonnaire ou chez l'animal nouveau-ne
(Zhinkin & Andreeva, 1963; MacConnachie, Enesco & Leblond, 1964; Marchok
et Herrmann, 1967), on peut mettre en evidence une incorporation de thymidine3
H et meme des mitoses (MacConnachie et al. 1964) au niveau des noyaux
musculaires en position normale. Ces observations traduisent la possibility d'une
certaine division mitotique des noyaux musculaires au cours de la myogenese
normale. Cependant, chez l'adulte normal, on n'observe jamais d'incorporation
de thymidine-3H, ni de mitose au niveau des noyaux du muscle strie normal
(Bintliff & Walker, 1960; Walker, 1963; Bateson et al. 1967). Le fait de trouver,
lors de la regeneration musculaire experimentale, des gros noyaux musculaires
marques deja 1 heure apres Finjection du precurseur, suggere que ceux-ci
retrouvent une certaine capacite de division mitotique (Walker, 1963). Nous
pensons que ces noyaux sont destines a s'isoler pour former des cellules libres
mononucleees capables de se diviser par mitose. Le fait de trouver, pendant les
2 ou 3 jours qui suivent la lesion du muscle, des cellules a gros noyau marque
dans un cytoplasme presentant les memes affinites tinctoriales que la fibre
musculaire plaide egalement en faveur de l'hypothese d'une formation de
cellules libres a partir des fibres musculaires partiellement alterees. Ces cellules
peuvent probablement se transformer en histiocytes (Chevremont, 1940; Betz,
1951) ou en myoblastes (Hay, 1959; Walker, 1963).
Toto et al. (1967) ne decrivent pas de telles modifications; ces auteurs estiment
que les myoblastes derivent des cellules conjonctives peu differenciees qui
existent dans l'endomysium perivasculaire.
Malheureusement, lors de l'analyse des phenomenes de la regeneration
musculaire en microscopie optique, aucun caractere morphologique ne permet
de distinguer avec certitude l'origine des myoblastes et des cellules libres dont le
noyau est marque. Seules, les cellules mononucleees fusiformes basophiles, tres
precocement disposees en file sur le versant interne des gaines de sarcolemme
vides, peuvent etre considerees comme des elements d'origine vasculaire qui ont
294
M. REZNIK
echappe a la necrose. Ce sont les cellules qui presentent d'ailleurs le plus grand
nombre de mitoses.
Au cours de la regeneration musculaire in vivo chez la souris, nous avons
trouve une correlation satisfaisante entre la variation de l'index mitotique et le
marquage des noyaux des cellules isolees: c'est entre la 54«me et la 78^meh qui suit
la lesion musculaire que la multiplication mitotique des cellules isolees est la
plus importante et le marquage des noyaux est le plus abondant. Cette periode
precede de peu la formation massive des sarcoblastes, qui se realise entre la
72eme h e u r e e t ] a 95eme h.
Dans notre materiel, des noyaux marques apparaissent dans les sarcoblastes
entre le 3e et la 6e h apres l'injection du precurseur, mais ces noyaux sont toujours nettement moins marques que les noyaux des cellules mononucleees
voisines. Comme il n'y a jamais de mitose dans les formations musculaires
plurinucleees, et que les noyaux sont toujours diploides, il faut admettre que
les noyaux sarcoblastiques sont des noyaux incorpores qui derivent d'une cellule
ayant subi au moins une division mitotique depuis l'injection du precurseur.
Cette hypothese est etayee par la connaissance de la duree du cycle cellulaire des
myoblastes, determinee au cours de la myogenese embryonnaire (Zhinkin et
Andreeva, 1963; Marchok et Herrmann, 1967). Cette duree est fixee a 18-20 h,
avec une periode de synthese (S) de 7-8 h et une periode G 2 de 1-3 h. II n'est
pas certain que ces temps soient identiques lors de la regeneration du muscle
chez l'animal adulte. Cependant, ceux-ci sont compatibles avec nos observations
et avec la theorie de la fusion des myoblastes pour former les nouvelles fibres
musculaires; ils s'accordent bien avec le delai de 3-6 h qui separe le moment
auquel on injecte la thymidine-3H et celui ou Ton decouvre les premiers noyaux
marques dans les sarcoblastes.
L'ensemble de nos resultats indique done que Ton peut distinguer trois phases
dans la formation des sarcoblastes lors de la regeneration musculaire chez la
souris adulte.
Pendant la premiere phase, avant la 72^me h qui suit la lesion musculaire, il se
forme quelques rares ebauches de sarcoblastes a proximite des fibres musculaires
partiellement detruites. Ces sarcoblastes contiennent peu de noyaux marques.
Une seconde phase debute entre la 72feme et la 78feme h et se prolonge jusqu'a
la 90-95^meh. Elle correspond a la periode de formation massive des sarcoblastes.
Dans notre materiel, contrairement aux resultats obtenus in vitro, il n'y a pas
de correlation etroite entre l'abondance du marquage des noyaux des cellules
isolees et celui des sarcoblastes. Pendant la duree des experiences, le pourcentage
des noyaux marques dans les cellules mononucleees se stabilise vers 25-30 %;
par contre, dans les sarcoblastes, le nombre de noyaux marques est d'abord nul
puis atteint successivement 10 %, 20 %, 30 %, 50 % et parfois plus 24 h apres
l'injection de la thymidine-3H. Ainsi, pendant cette seconde phase de la formation des sarcoblastes, il y a une incorporation, plus ou moins selective, d'une
population de noyaux marques.
Regeneration du muscle strie
295
Au debut, l'incorporation de noyaux marques doit se faire rapidement, dans
les premieres heures qui suivent la division des myoblastes isoles. Ulterieurement, le nombre de noyaux marques augmente plus lentement dans les sarcoblastes. Le marquage parait d'intensite inegale. Ces noyaux sont parfois
groupes les uns a cote des autres, mais tres souvent, la disposition des noyaux
sarcoblastiques marques par rapport aux non marques est variable.
Pendant la troisieme phase, au dela de la 9()eme-95eme j ^ l'ensemble des fibres
musculaires en regeneration n'incorporent plus qu'une faible partie des noyaux
recemment marques. Une distinction s'impose entre les sarcoblastes volumineux et les autres. A proximite de la partie necrosee, des sarcoblastes de petite
taille continuent a se former et ils contiennent un grand nombre de noyaux
marques. Par contre, les sarcoblastes mieux differencies, qui sont generalement
situes pres de la zone musculaire peu alteree, n'incorporent plus que quelques
rares noyaux, bien qu'un grand nombre de cellules mononucleees marquees
soient presentes dans leur voisinage.
En conclusion, l'ensemble de nos observations sur la regeneration musculaire
chez la souris adulte confirme la forte augmentation du nombre des cellules
mononucleees avant l'apparition des sarcoblastes. Les cellules libres (myoblastes), dont l'origine reste encore controversee, se divisent activement par
mitose; ensuite, elles fusionnent rapidement pour constituer les sarcoblastes.
Lorsqu'ils sont devenus suffisamment volumineux, les sarcoblastes sont capables
de poursuivre leur developpement et de se transformer en nouvelles fibres
musculaires sans devoir incorporer de nouveaux myoblastes.
RESUME
L'etude histoautoradiographique de l'incorporation de la thymidine-3H au
cours de la regeneration du muscle strie squelettique chez la souris adulte permet
de distinguer trois phases dans la formation des sarcoblastes.
Une premiere phase se situe avant la 72feme h qui suit la lesion musculaire. A la
fin de cette periode, l'index mitotique est le plus eleve et le marquage des noyaux
des cellules mononucleees est le plus frequent. Les sarcoblastes sont tres rares et
ne contiennent guere de noyaux marques.
Une seconde phase se situe entre la 72^meh et la 95^me h. Pendant cette periode,
il existe une formation massive de sarcoblastes. Ceux-ci incorporent rapidement
une grande quantite de noyaux marques qui proviennent d'une division mitotique
recente des cellules libres mononucleees (myoblastes).
Une troisieme phase se situe au dela de la 95feme h. A partir de ce moment, les
sarcoblastes deja formes sont capables de poursuivre leur developpement
sans incorporer de nouveaux noyaux marques. D'autres sarcoblastes peuvent
cependant continuer a se former.
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M. REZNIK
SUMMARY
Autoradiographic study of striated muscle regeneration in vivo
In the normal adult mouse, autoradiographic study of the incorporation of
H-thymidine in regenerating skeletal muscle demonstrates three periods of
sarcoblast (myotube) development.
The first period occurs during the first 72 h after muscle injury. During this
time, the mitotic index and the labelling index of the mononucleated cells is
high. Multinucleated elements (sarcoblasts) are rare; they contain very few
labelled nuclei.
During the second period, lasting from the 72nd to the 95th h, a great number
of sarcoblasts appear; they rapidly incorporate numerous labelled nuclei which
derive from a recent mitotic division of mononucleated cells (myoblasts).
A third period begins after the 95th h after muscle injury. At this time, the
well-formed sarcoblasts are able to proceed with development without incorporating new nuclei.
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