La régénération du muscle strié squelettique est assurée par des éléments plurinucléés qui se différencient ultérieurement en fibres plus ou moins normales. Ces structures plurinucléées peuvent affecter différentes formes. Le plus souvent, ce sont des éléments allongés contenant de nombreux noyaux disposés en file au centre d’un sarcoplasme basophile. On leur a donné des noms divers: myotubes, ‘Muskelschlâuche’, rubans musculaires. D’autres fois, des renflements massués plurinucléés se développent à l’extrémité de fibres indemnes ou de myotubes: ce sont les ‘bourgeons musculaires’. On donne le nom de ‘sarco-blastes ‘à l’ensemble des structures plurinucléées qui constituent un stade intermédiaire dans la régénération des fibres striées adultes.

Au cours de la myogenèse normale, on voit se succéder une phase d’augmentation des cellules mononucléées (myoblastes), une phase de formation des éléments plurinucléés, puis une phase de développement des nouvelles fibres musculaires.

Au cours de la régénération du muscle strié squelettique chez l’animal adulte, on observe les mêmes phases, mais la coexistence de processus dégénératifs et d’une réaction inflammatoire ne permet pas toujours de déterminer le rôle des cellules mononuclées et l’origine du grand nombre des noyaux dans les nouvelles fibres musculaires.

Trois hypothèses peuvent être logiquement envisagées pour expliquer l’augmentation du nombre des noyaux dans les fibres musculaires en régénération: (1) migration des noyaux à 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 mononucléées (myoblastes) et fusion de celles-ci pour former les sarcoblastes.

L’augmentation rapide du nombre des noyaux dans les sarcoblastes et l’absence totale de mitose à leur niveau ont longtemps suggéré que les noyaux musculaires pouvaient se multiplier par division amitotique (Altschul, 1962).

Cependant, les noyaux des sarcoblastes contiennent tous une quantité diploïde d’ADN (Lash, Holtzer & Swift, 1957; Firket, 1958; Bassleer, 1962), ce qui est incompatible avec leur division mitotique ou amitotique. Néanmoins, la réalité d’une augmentation du nombre de noyaux dans le muscle en régénération est confirmée par l’augmentation du ADN à ce niveau; ceci a été vérifié par dosage biochimique (Pietsch & MacCollister, 1965; Galluci, Novello, Margreth & Aloisi, 1966), par l’étude de l’incorporation de la thymidine tritiée lors de la myogenèse embryonnaire (Zhinkin & Andreeva, 1963; Marchok & Herrmann, 1967) ou in vitro (Firket, 1958; Stockdale & Holtzer, 1961; Bassleer, 1962; Yaffé & Feldmann, 1965), et au cours de la régénération 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 microcinématographiques in vitro (Capers, 1960) et les examens en microscopie électronique (Hay, 1959; Allbrook, 1962; Price, Howes & Blumberg, 1964; Betz, Firket & Reznik, 1966) suggèrent que les nouvelles fibres musculaires sont probablement formées par la fusion de cellules mononucléées (myoblastes). L’origine de ces myoblastes reste cependant controversée (Walker, 1963; Bateson et al. 1967; Toto et al. 1967).

Dans des travaux antérieurs sur le lapin et la souris, nous avons montré (Reznik, 1967) que la régénération musculaire est complètement inhibée par une irradiation locale de 1500 R faite pendant les 2 jours qui suivent la lésion musculaire, c’est-à-dire pendant la phase de multiplication active des cellules mononucléées. Lorsque l’irradiation est effectuée 4 jours après la lésion, c’est-à-dire lorsque des sarcoblastes sont déjà bien constitués, la régénération musculaire se poursuit normalement. Si l’irradiation est faite pendant le 3ème jour, l’effet est variable d’un animal à l’autre et dépend probablement du moment où l’on saisit la phase de formation des éléments plurinucléés.

En considérant ces trois phases, nous nous sommes demandé comment variait la cinétique de la multiplication mitotique des cellules mononucléées et leur fusion pour former les sarcoblastes.

Dans ce but, après des recherches préliminaires (Reznik, 1966), nous avons entrepris une étude séquentielle de l’incorporation de la thymidine-3H dans le muscle strié en régénération, lorsque le précurseur est injecté à l’animal à un moment précis après la lésion musculaire.

La régénération musculaire est étudiée chez la souris adulte R/3 a normale. Au niveau de chaque patte, après incision de la peau, le muscle soléaire est exposé et on y applique de la neige carbonique sur une surface de 5 mm de diamètre, pendant 1 min. Les souris sont réparties en 5 lots de 7 à 10 animaux. Chaque souris reçoit une injection intrapéritonéale unique de 100 μc de thymidine-3H; celle-ci est faite à un temps différent pour chaque lot de souris, soit 42 h, 48 h, 54 h, 66 h ou 80 h après la lésion musculaire. Dans chaque lot, les animaux sont sacrifiés après des délais connus, endéans les 24 h qui suivent l’administration du précurseur marqué. Les muscles sont prélevés et fixés au formol salé, tamponné à pH 7,35. Les histoautoradiographies sont réalisées selon la méthode classique en utilisant les émulsions nucléaires en gel Gevaert Nue 7,15 ou Ilford L4. Pour chaque temps de prélèvement, on examine au moins deux muscles différents provenant de 1 ou 2 animaux.

Etude histologique

L’aspect histologique de la régénération du muscle strié nécrosé par congélation est très semblable à ce que l’on observe au cours de la régénération musculaire dans d’autres circonstances expérimentales (Betz, 1951).

Dans les 24 h qui suivent la congélation, une partie des fibres musculaires se nécrosent sur une longueur variable. Le foyer de nécrose est le siège d’une infiltration inflammatoire leucocytaire. De nombreuses autres cellules libres mononucléées, les unes fusiformes, les autres polyédriques, apparaissent dans la zone détruite, principalement en bordure des fibres musculaires partiellement altérées.

Trois jours après la lésion, le nombre de cellules libres non inflammatoires augmente de façon considérable. Quelques bourgeons de régénération (sarcoblastes) sont visibles à proximité des fibres musculaires en partie conservées et le long des gaines de sarcolemme des fibres musculaires détruites.

Les 14ème et 15ème jours, les sarcoblastes sont plus nombreux et plus volumineux.

L’examen attentif de ce matériel ne permet jamais de découvrir des mitoses ni dans les sarcoblastes ni dans les fibres musculaires. Les mitoses sont relativement peu nombreuses et elles sont uniquement découvertes dans les cellules libres mononucléées. L’index mitotique compté sur le nombre de cellules libres mono-cléées, à l’exclusion des éléments inflammatoires, varie au cours de la régénération musculaire comme l’indique la figure 1. Cette courbe montre que le plus grand nombre de mitoses (13 ‰) est observé entre la 54ème et la 78ème heure après la lésion musculaire.

Fig. 1

Variation de la valeur moyenne de l’index mitotique des cellules libres mononucléées au cours de la régénération musculaire dans le muscle soléaire de souris. L’index le plus élevé (13 ‰.) est atteint entre la 54ème h et la 78ème h après la nécrose musculaire par congélation.

Fig. 1

Variation de la valeur moyenne de l’index mitotique des cellules libres mononucléées au cours de la régénération musculaire dans le muscle soléaire de souris. L’index le plus élevé (13 ‰.) est atteint entre la 54ème h et la 78ème h après la nécrose musculaire par congélation.

Le nombre de noyaux inclus dans les sarcoblastes varie considérablement au cours de la régénération musculaire. La courbe en trait plein de la figure 2 représente la variation du pourcentage des noyaux sarcoblastiques comptés par rapport au nombre total de noyaux (à l’exception des éléments inflammatoires et de ceux des fibres musculaires normales) sur la plus grande partie du territoire de régénération. Cette courbe permet de représenter l’augmentation du nombre de noyaux dans les nouvelles fibres musculaires par rapport au nombre de cellules mononucléées (myoblastes) présentes dans un même territoire. On peut ainsi distinguer trois phases dans la formation des nouvelles fibres musculaires. Pendant la première phase, qui couvre les 78 h après la lésion musculaire, les sarcoblastes sont rares et contiennent peu de noyaux. Au cours de la seconde phase, située entre la 78ème h et la 90ème h, on observe une formation abondante de sarcoblastes qui contiennent rapidement un grand nombre de noyaux. Enfin, une troisième phase débute au delà de la 90ème h. Au cours de celle-ci, les sarcoblastes deviennent plus volumineux sans qu’il y ait une augmentation appréciable du nombre de leurs noyaux par rapport au nombre de cellules libres mononucléées. Ultérieurement, mais de façon progressive, le pourcentage des noyaux sarcoblastiques tend encore à augmenter; ceci semble dû à la raréfaction des cellules mononucléées interstitielles plutôt qu’à l’augmentation du nombre des noyaux dans les fibres musculaires en développement.

Fig. 2

La courbe en trait plein indique la variation du nombre des noyaux dans les fibres musculaires en régénération par rapport à la population nucléaire totale dans le territoire de la régénération musculaire. Les courbes en trait interrompu traduisent la variation du nombre des noyaux sarcoblastiques marqués après une injection unique de thymidine-3H (faite 54 h, 66 h ou 80 h après la lésion musculaire).

Fig. 2

La courbe en trait plein indique la variation du nombre des noyaux dans les fibres musculaires en régénération par rapport à la population nucléaire totale dans le territoire de la régénération musculaire. Les courbes en trait interrompu traduisent la variation du nombre des noyaux sarcoblastiques marqués après une injection unique de thymidine-3H (faite 54 h, 66 h ou 80 h après la lésion musculaire).

Etude autoradiographique

Aspect qualitatif

Injection de la thymidine-3H 42 h ou 48 h après la lésion musculaire

Quel que soit le délai (variant de 1 à 24 h) entre l’injection de la thymidine-3H et celui du prélèvement, on observe toujours un marquage des noyaux d’une partie des cellules mononucléées libres, des cellules endothéliales et de quelques rares noyaux musculaires en position normale ou à l’extrémité d’une fibre musculaire partiellement altérée. Les leucocytes et les macrophages ne sont pas marqués dans les délais étudiés après l’injection du précurseur.

Parmi les cellules libres mononucléées, le marquage se fait au niveau du noyau des cellules dont l’aspect morphologique est hétérogène; parmi celles-ci, on trouve des cellules fusiformes basophiles qui sont isolées ou adhérentes au versant interne de la gaine de sarcolemme appartenant à une fibre musculaire nécrosée. Les traces du précurseur marqué sont également présentes dans des noyaux ronds et volumineux situés dans des cellules dont le cytoplasme est moins basophile et présente une affinité tinctoriale semblable à celle des fibres musculaires en désintégration. Parfois, on découvre un noyau musculaire, arrondi et clair, qui a incorporé la thymidine-3H. De temps en temps, on aperçoit un long noyau mince, marqué, très proche de la partie externe d’une fibre musculaire normale.

Injection de la thymidine-3 H 54 h après la lésion musculaire

Pendant les premières heures qui suivent l’injection du précurseur marqué, l’aspect qualitatif du marquage est assez identique à ce que l’on observe dans les séries précédentes. Cependant, le nombre de cellules libres est plus important dans la zone adjacente à l’extrémité des fibres musculaires indemnes; c’est dans cette région que le marquage des noyaux est le plus fréquent et le plus intense. Avant la 72ème h, quelques ébauches de sarcoblastes sont présentes, surtout au voisinage des fibres normales, mais leurs noyaux sont rarement marqués. Dans les muscles prélevés à la 79ème h, il existe des sarcoblastes dont certains noyaux sont marqués, mais d’une façon nettement moins intense que les noyaux des cellules isolées.

Injection de thymidine-3H 66 h après la lésion musculaire

L’injection est faite à un moment où les cellules libres mononucléées sont très abondantes et quelques ébauches de sarcoblastes parfois présentes. Après la première heure, le marquage est assez identique à ce que l’on a vu précédemment (planche 1, fig. A); des cellules fibres, dont le noyau est marqué, sont souvent collées contre les sarcoblastes. Dans les muscles prélevés 3 h après l’injection de la thymidine-3H, on n’observe pas de noyaux sarcoblastiques marqués. Par contre, dans les muscles prélevés 6 h après l’injection du précurseur, les sarcoblastes contiennent quelques noyaux marqués. Dans les muscles prélevés 12 h ou 24 h après l’injection, les sarcoblastes contiennent un plus grand nombre de noyaux marqués (planche 1, fig. B). Le marquage des noyaux inclus dans les formations plurinucléées est nettement moins intense que celui des noyaux des cellules mononucléées. Certains sarcoblastes, se trouvant généralement à l’extrémité ou le long d’une fibre musculaire peu altérée, ne contiennent qu’un petit nombre de noyaux marqués. D’autres, qui sont plus proches de la zone musculaire détruite, renferment une majorité de noyaux marqués. Enfin, il existe des sarcoblastes qui sont pourvus, en nombre égal, de noyaux marqués et non marqués.

Injection de la thymidine-3 H 80 h après la lésion musculaire

L’injection est faite à un moment où la régénération musculaire est déjà bien avancée. Pendant les premières heures, seuls les noyaux des cellules libres mononucléées sont marqués de façon sensible. Il faut également attendre la 6èmeh après l’injection du précurseur pour découvrir quelques noyaux sarcoblastiques faiblement marqués. Dans les muscles prélevés plus tardivement, la majorité des sarcoblastes contient toujours un petit nombre de noyaux marqués. Les sarcoblastes les plus volumineux n’en renferment presque jamais; ceux de taille moyenne ont parfois quelques noyaux faiblement marqués, dispersés parmi les autres noyaux non marqués; les sarcoblastes les plus minces, qui sont souvent les plus proches de la zone de nécrose, sont constitués par une majorité de noyaux marqués. L’intensité du marquage des noyaux inclus dans les formations musculaires plurinucléées est très variable, mais il est toujours inférieur à celui des noyaux des cellules mononucléées libres.

Planche 1

Fig. A. Autoradiographie du muscle soléaire de souris (thymidine-3H injectée 66 h après la nécrose musculaire; prélèvement du muscle 1 h après): marquage intense du noyau d’une partie des cellules mononucléées (coloration hématoxyline). Gross, 400 x .

Fig. B. Autoradiographie du muscle soléaire de souris (thymidine-3H injectée 66 h après la nécrose musculaire; prélèvement du muscle 24 h plus tard): marquage moyen d’une partie des noyaux inclus dans les fibres musculaires en régénération visibles au centre de la préparation (coloration hématoxyline). Gross, 400 x .

Planche 1

Fig. A. Autoradiographie du muscle soléaire de souris (thymidine-3H injectée 66 h après la nécrose musculaire; prélèvement du muscle 1 h après): marquage intense du noyau d’une partie des cellules mononucléées (coloration hématoxyline). Gross, 400 x .

Fig. B. Autoradiographie du muscle soléaire de souris (thymidine-3H injectée 66 h après la nécrose musculaire; prélèvement du muscle 24 h plus tard): marquage moyen d’une partie des noyaux inclus dans les fibres musculaires en régénération visibles au centre de la préparation (coloration hématoxyline). Gross, 400 x .

Aspect quantitatif

Sur les préparations histologiques, l’étendue de la régénération varie d’un animal à l’autre, et, dans un même muscle, d’un endroit à l’autre; il est évidemment impossible de connaître le nombre des cellules libres et des nouvelles fibres musculaires qui se forment dans chaque muscle. On peut cependant analyser les variations proportionnelles des différents éléments qui se trouvent dans un territoire limité. Pour obtenir des résultats comparables, nous avons principalement étudié la zone de régénération située entre la partie complètement nécrosée et la région des fibres musculaires indemnes. Pour chaque temps de prélèvement, nous avons utilisé au moins deux muscles. Pour chaque muscle, nous avons étudié plusieurs coupes à des niveaux différents. En excluant les cellules endothéliales, les éléments inflammatoires et les macrophages bien reconnaissables ainsi que les noyaux des fibres musculaires normales, nous avons compté l’ensemble des noyaux dans le territoire de la régénération musculaire. Ces noyaux appartiennent soit aux cellules libres mononucléées, fusiformes ou polymorphes, soit aux sarcoblastes aux différents stades de leur maturation. Le total des valeurs numériques obtenues est exprimé par 1000 noyaux pour chaque temps de prélèvement; ces résultats sont rapportés dans le tableau 1. A la lecture de celui-ci, on découvre que le pourcentage des noyaux marqués varie en fonction de moment de l’injection de la thymidine-3H après la lésion musculaire et du délai de prélèvement du muscle strié après l’administration du précurseur. Ces résultats ont été exprimés graphiquement.

Tableau 1

Valeurs moyennes du nombre des noyaux, non marqués et marqués, dans les cellules mononucléées et les sarcoblastes après une injection unique de thymidine-zH (faite 42 h, 54 h, 66 h ou 80 h après la lésion musculaire) (explication dans le texte)

Valeurs moyennes du nombre des noyaux, non marqués et marqués, dans les cellules mononucléées et les sarcoblastes après une injection unique de thymidine-zH (faite 42 h, 54 h, 66 h ou 80 h après la lésion musculaire) (explication dans le texte)
Valeurs moyennes du nombre des noyaux, non marqués et marqués, dans les cellules mononucléées et les sarcoblastes après une injection unique de thymidine-zH (faite 42 h, 54 h, 66 h ou 80 h après la lésion musculaire) (explication dans le texte)

Les variations du pourcentage des noyaux marqués dans les cellules libres mononucléées sont représentées dans la figure 3. Celle-ci montre qu’on obtient un marquage immédiat d’au moins 20% des noyaux des cellules isolées quel que soit le moment où le précurseur radioactif a été injecté. Ultérieurement, le marquage le plus fréquent est observé lorsque la thymidine-3H est injectée à la 54èmeou ia 66èmeh après la lésion du muscle. Dans cette circonstance, 35 à 40% des noyaux des cellules isolées sont marqués 8 à 15 h après l’administration du produit, c’est-à-dire entre la 60ème et la 80ème h qui suit la nécrose musculaire. Cette période couvre justement le moment où l’index mitotique est le plus élevé et correspond au début de la phase de formation des sarcoblastes (figure 2).

Fig. 3

Après autoradiographie, variation du pourcentage des noyaux marqués dans la population des cellules mononucléées. Chaque animal ne reçoit qu’une seule injection de thymidine-3H (42 h, 54 h 66 h ou 80 h). Dans chaque série, les animaux sont sacrifiés à des délais variant de 1 h à 24 h après l’injection du précurseur marqué. Le marquage des noyaux des cellules libres est plus fréquent lorsque la thymidine-3H est injectée 54 h ou 66 h après la nécrose musculaire.

Fig. 3

Après autoradiographie, variation du pourcentage des noyaux marqués dans la population des cellules mononucléées. Chaque animal ne reçoit qu’une seule injection de thymidine-3H (42 h, 54 h 66 h ou 80 h). Dans chaque série, les animaux sont sacrifiés à des délais variant de 1 h à 24 h après l’injection du précurseur marqué. Le marquage des noyaux des cellules libres est plus fréquent lorsque la thymidine-3H est injectée 54 h ou 66 h après la nécrose musculaire.

Les variations du pourcentage des noyaux marqués dans les sarcoblastes sont également représentées dans le graphique de la figure 4. Les différentes courbes illustrent l’importance du délai entre l’administration de la thymidine à l’animal et le moment de production de la lésion musculaire. Lorsque la thymidine-3H est injectée 42 ou 48 h après la lésion musculaire, on ne marque pas les noyaux présents dans les quelques bourgeons musculaires qui se forment endéans les 24 h. Si la thymidine-3H est injectée à la 54èrae h on découvre 20% de noyaux marqués dans les sarcoblastes formés 24 h plus tard; lorsque la thymidine-3H est injectée à la 66ème h, c’est-à-dire juste avant que les sarcoblastes se forment, on observe un marquage très abondant (50% et plus) des noyaux dans les nouvelles fibres musculaires présentes 24 h plus tard. Par contre, si la thymidine-3H est injectée 80 h après la lésion musculaire, c’est-à-dire à un moment où de nombreux sarcoblastes sont déjà formés, on ne découvre dans ceux-ci que 15% de noyaux marqués 24 h plus tard.

Fig. 4

Après autoradiographie, variation du pourcentage des noyaux marqués dans les fibres musculaires en régénération après une seule injection de thymidine-3H. Le plus grand pourcentage (49%) de noyaux sarcoblastiques marqués est obtenu endéans les 24 h, lorsque le précurseur est injecté 66 h après la nécrose musculaire.

Fig. 4

Après autoradiographie, variation du pourcentage des noyaux marqués dans les fibres musculaires en régénération après une seule injection de thymidine-3H. Le plus grand pourcentage (49%) de noyaux sarcoblastiques marqués est obtenu endéans les 24 h, lorsque le précurseur est injecté 66 h après la nécrose musculaire.

Les résultats concernant les variations du nombre des noyaux dans les nouvelles fibres musculaires sont également exprimés dans le graphique de la figure 2. Ces courbes représentent, par rapport à la population nucléaire totale dans la zone de régénération, l’augmentation du nombre de noyaux sarcoblastiques non marqués (trait plein) et marqués (trait interrompu) après une seule injection de thymidine-3H effectuée à différents délais (54ème h, 66ème h, 80ème h) après la lésion du muscle.

Les premières études sur l’incorporation de thymidine-3H dans le muscle en croissance ont été réalisées in vitro (Firket, 1958; Stockdale & Holtzer, 1961; Bassleer, 1962). Elles apportent déjà des résultats intéressants quant à l’augmentation du nombre des noyaux dans les sarcoblastes. Si le précurseur est fourni de façon continue aux cultures de muscle dès l’explantation, on constate que presque tous les noyaux des cellules libres et les noyaux des structures plurinucléées sont marqués après 3 jours. Par contre, si la thymidine-3H est ajoutée 48 h après l’explantation, et si on la laisse en contact avec la culture également pendant 3 jours, la population des cellules libres est marquée à plus de 90% tandis que les noyaux des rubans musculaires ne sont presque pas marqués. Ces résultats montrent que l’incorporation du précurseur se produit uniquement dans le noyau des cellules isolées mais ne se fait pas dans les noyaux inclus dans les sarcoblastes. Les noyaux musculaires marqués proviennent donc de la fusion de cellules mononucléées libres dont le noyau a incorporé le précurseur à ce stade (Bassleer, 1962; Yaffe & Feldman, 1965).

Les recherches effectuées au cours de la myogenèse embryonnaire (Zhinkin & Andreeva, 1963; Marchok & Herrmann, 1967) plaident également en faveur de la multiplication mitotique des myoblastes et de leur fusion pour former des structures plurinucléées (myotubes).

Les études autoradiographiques lors de la régénération du muscle strié in vivo, apportent des résultats d’une autre nature. Différents auteurs (Bintliff & Walker, 1960; Walker, 1963; Zhinkin & Andreeva, 1963; Laird & Walker, 1964) ont montré que si la thymidine-3H est fournie à l’animal en 3-4 injections, 2 à 4 jours après la lésion musculaire, on observe également un marquage abondant des noyaux des cellules libres et jusqu’à 34 et 66% de noyaux sarcoblastiques. Ceux-ci persistent dans les nouvelles fibres musculaires et ils peuvent être retrouvés dans de nouveaux sarcoblastes si, 2 à 3 semaines plus tard, on provoque une nouvelle lésion musculaire (Walker, 1963). D’après Bintliff et Walker (1960), Walker (1963) et Toto et al. (1967), si la thymidine-3H est fournie à l’animal peu de temps avant la lésion musculaire, les cellules inflammatoires et les cellules conjonctives sont fortement marquées, mais on n’observe jamais de noyaux marqués dans les fibres musculaires en régénération; par contre, Bateson et al. (1967) affirment que des noyaux sarcoblastiques sont marqués si la thymidine-3H est fournie à l’animal 24 à 48 h avant la lésion musculaire. Nous ne discuterons pas actuellement ces résultats assez divergents.

Notre travail actuel a pour but d’étudier les premiers stades de formation des sarcoblastes; les muscles sont prélevés endéans les 24 h qui suivent une injection unique de thymidine-3H effectuée à différents délais après la lésion musculaire. Ce schéma expérimental permet de mieux suivre une fraction déterminée de la population cellulaire à chaque période de la régénération musculaire. Deux points particuliers méritent d’être envisagés: la nature des noyaux qui incorporent la thymidine et leur déplacement éventuel au cours des remaniements structuraux qui s’effectuent pendant la formation des sarcoblastes.

Un premier problème se pose: celui de la signification des noyaux musculaires marqués que nous avons observés dans une fibre normale ou partiellement altérée. Au cours de la myogenèse embryonnaire ou chez l’animal nouveau-né (Zhinkin & Andreeva, 1963; MacConnachie, Enesco & Leblond, 1964; Marchok et Herrmann, 1967), on peut mettre en évidence une incorporation de thymidine-3H et même des mitoses (MacConnachie et al. 1964) au niveau des noyaux musculaires en position normale. Ces observations traduisent la possibilité d’une certaine division mitotique des noyaux musculaires au cours de la myogenèse normale. Cependant, chez l’adulte normal, on n’observe jamais d’incorporation de thymidine-3H, ni de mitose au niveau des noyaux du muscle strié normal (Bintliff & Walker, 1960; Walker, 1963; Bateson et al. 1967). Le fait de trouver, lors de la régénération musculaire expérimentale, des gros noyaux musculaires marqués déjà 1 heure après l’injection du précurseur, suggère que ceux-ci retrouvent une certaine capacité de division mitotique (Walker, 1963). Nous pensons que ces noyaux sont destinés à s’isoler pour former des cellules libres mononucléées capables de se diviser par mitose. Le fait de trouver, pendant les 2 ou 3 jours qui suivent la lésion du muscle, des cellules à gros noyau marqué dans un cytoplasme présentant les mêmes affinités tinctoriales que la fibre musculaire plaide également en faveur de l’hypothèse d’une formation de cellules libres à partir des fibres musculaires partiellement altérées. Ces cellules peuvent probablement se transformer en histiocytes (Chèvremont, 1940; Betz, 1951) ou en myoblastes (Hay, 1959; Walker, 1963).

Toto et al. (1967) ne décrivent pas de telles modifications; ces auteurs estiment que les myoblastes dérivent des cellules conjonctives peu différenciées qui existent dans l’endomysium périvasculaire.

Malheureusement, lors de l’analyse des phénomènes de la régénération musculaire en microscopie optique, aucun caractère morphologique ne permet de distinguer avec certitude l’origine des myoblastes et des cellules libres dont le noyau est marqué. Seules, les cellules mononucléées fusiformes basophiles, très précocement disposées en file sur le versant interne des gaines de sarcolemme vides, peuvent être considérées comme des éléments d’origine vasculaire qui ont échappé à la nécrose. Ce sont les cellules qui présentent d’ailleurs le plus grand nombre de mitoses.

Au cours de la régénération musculaire in vivo chez la souris, nous avons trouvé une corrélation satisfaisante entre la variation de l’index mitotique et le marquage des noyaux des cellules isolées: c’est entre la 54ème et la 78èmeh qui suit la lésion musculaire que la multiplication mitotique des cellules isolées est la plus importante et le marquage des noyaux est le plus abondant. Cette période précède de peu la formation massive des sarcoblastes, qui se réalise entre la 72ème heure et la 95ème h.

Dans notre matériel, des noyaux marqués apparaissent dans les sarcoblastes entre le 3e et la 6e h après l’injection du précurseur, mais ces noyaux sont toujours nettement moins marqués que les noyaux des cellules mononucléées voisines. Comme il n’y a jamais de mitose dans les formations musculaires plurinucléées, et que les noyaux sont toujours diploïdes, il faut admettre que les noyaux sarcoblastiques sont des noyaux incorporés qui dérivent d’une cellule ayant subi au moins une division mitotique depuis l’injection du précurseur. Cette hypothèse est étayée par la connaissance de la durée du cycle cellulaire des myoblastes, déterminée au cours de la myogenèse embryonnaire (Zhinkin et Andreeva, 1963; Marchok et Herrmann, 1967). Cette durée est fixée à 18-20 h, avec une période de synthèse (S) de 7-8 h et une période G 2 de 1-3 h. Il n’est pas certain que ces temps soient identiques lors de la régénération du muscle chez l’animal adulte. Cependant, ceux-ci sont compatibles avec nos observations et avec la théorie de la fusion des myoblastes pour former les nouvelles fibres musculaires; ils s’accordent bien avec le délai de 3-6 h qui sépare le moment auquel on injecte la thymidine-3H et celui où l’on découvre les premiers noyaux marqués dans les sarcoblastes.

L’ensemble de nos résultats indique donc que l’on peut distinguer trois phases dans la formation des sarcoblastes lors de la régénération musculaire chez la souris adulte.

Pendant la première phase, avant la 72ème h qui suit la lésion musculaire, il se forme quelques rares ébauches de sarcoblastes à proximité des fibres musculaires partiellement détruites. Ces sarcoblastes contiennent peu de noyaux marqués.

Une seconde phase débute entre la 72ème et la 78èmeh et se prolonge jusqu’à la 90-95èmeh. Elle correspond à la période de formation massive des sarcoblastes.

Dans notre matériel, contrairement aux résultats obtenus in vitro, il n’y a pas de corrélation étroite entre l’abondance du marquage des noyaux des cellules isolées et celui des sarcoblastes. Pendant la durée des expériences, le pourcentage des noyaux marqués dans les cellules mononucléées se stabilise vers 25-30%; par contre, dans les sarcoblastes, le nombre de noyaux marqués est d’abord nul puis atteint successivement 10%, 20%, 30%, 50% et parfois plus 24 h après l’injection de la thymidine-3H. Ainsi, pendant cette seconde phase de la formation des sarcoblastes, il y a une incorporation, plus ou moins sélective, d’une population de noyaux marqués.

Au début, l’incorporation de noyaux marqués doit se faire rapidement, dans les premières heures qui suivent la division des myoblastes isolés. Ultérieurement, le nombre de noyaux marqués augmente plus lentement dans les sarcoblastes. Le marquage paraît d’intensité inégale. Ces noyaux sont parfois groupés les uns à côté des autres, mais très souvent, la disposition des noyaux sarcoblastiques marqués par rapport aux non marqués est variable.

Pendant la troisième phase, au delà de la 90ème-95ème h, l’ensemble des fibres musculaires en régénération n’incorporent plus qu’une faible partie des noyaux récemment marqués. Une distinction s’impose entre les sarcoblastes volumineux et les autres. A proximité de la partie nécrosée, des sarcoblastes de petite taille continuent à se former et ils contiennent un grand nombre de noyaux marqués. Par contre, les sarcoblastes mieux différenciés, qui sont généralement situés près de la zone musculaire peu altérée, n’incorporent plus que quelques rares noyaux, bien qu’un grand nombre de cellules mononucléées marquées soient présentes dans leur voisinage.

En conclusion, l’ensemble de nos observations sur la régénération musculaire chez la souris adulte confirme la forte augmentation du nombre des cellules mononucléées avant l’apparition des sarcoblastes. Les cellules fibres (myoblastes), dont l’origine reste encore controversée, 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 développement et de se transformer en nouvelles fibres musculaires sans devoir incorporer de nouveaux myoblastes.

L’étude histoautoradiographique de l’incorporation de la thymidine-3H au cours de la régénération du muscle strié squelettique chez la souris adulte permet de distinguer trois phases dans la formation des sarcoblastes.

Une première phase se situe avant la 72ème h qui suit la lésion musculaire. A la fin de cette période, l’index mitotique est le plus élevé et le marquage des noyaux des cellules mononucléées est le plus fréquent. Les sarcoblastes sont très rares et ne contiennent guère de noyaux marqués.

Une seconde phase se situe entre la 72èmeh et la 95ème h. Pendant cette période, il existe une formation massive de sarcoblastes. Ceux-ci incorporent rapidement une grande quantité de noyaux marqués qui proviennent d’une division mitotique récente des cellules libres mononucléées (myoblastes).

Une troisième phase se situe au delà de la 95ème h. A partir de ce moment, les sarcoblastes déjà formés sont capables de poursuivre leur développement sans incorporer de nouveaux noyaux marqués. D’autres sarcoblastes peuvent cependant continuer à se former.

Autoradiographic study of striated muscle regeneration in vivo

In the normal adult mouse, autoradiographic study of the incorporation of 3H-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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