Les terminaisons nerveuses sur le dendrite latéral de la cellule de Mauthner, chez le Poisson rouge

par

Marcelle BARBEY-GAMPERT

Avec la planche 1 et une figure dans le texte.

La cellule de Mauthner du cerveau des Téléostéens constitue un élément si volumineux que, non seulement les terminaisons nerveuses sont prodigieusement abondantes à sa surface, mais, en outre, beaucoup d’entre elles se caractérisent par des dimensions considérables, en rapport avec celles de ce neurone. C’est donc là un matériel des plus favorables pour l’étude des synapses. Ainsi que dans les travaux les plus récents sur cette question, notamment ceux de D. Bodian et, à son exemple, j’ai choisi le Poisson rouge comme objet de mes recherches.

Parmi les observateurs qui ont spécialement décrit la cellule de Mauthner, je ne citerai que ceux qui se sont plus particulièrement occupés de ses rapports avec les fibres nerveuses voisines.

Déjà en 1915, G.-W. Bartelmez avait fait remarquer que la cellule de Mauthner se prête mieux que toute autre à l’étude des synapses en raison de leur grande taille et de leur variété, sans aucun doute en rapport avec les dimensions gigantesques de ce neurone. Mais c’est en 1933 seulement qu’en collaboration avec N.-L. Hoerr, Bartelmez entreprend chez VAmeiurus l’étude détaillée des terminaisons des grosses fibres vestibulaires, en forme de massues ou « clubs », sur le dendrite latéral de cette cellule.

Rev. Suisse de Zool., T. 50, 1943.

MARCELLE BARBE!-GAMPERT

La technique employée dans ces recherches comporte l’association du formol à une solution de bichromate de potasse et de bichlorure de mercure; le formol utilisé seul donnerait naissance à des précipités presque totalement insolubles de composants de la myéline. Les auteurs préfèrent la coloration mitochondriale de R.-R. Bensley aux imprégnations argentiques, qu’ils accusent de fournir des images fallacieuses, telle la fusion des terminaisons nerveuses au niveau des synapses.

Les grosses fibres myélinisées de la voie vestibulaire se terminent sur le volumineux dendrite latéral de la cellule de Mauthner, par des massues ou « clubs », dont le nombre augmente avec la croissance des larves. Chez un alevin de 10 mm, il n’y en a qu’une quinzaine, mais une cinquantaine chez un adulte de 210 mm. Le diamètre moyen de ces massues est de 5 p. Les rapports entre les «clubs» et le dendrite sont parfois difficiles à interpréter; il se forme souvent une petite dépression à la surface du dendrite, sorte de ménisque dans lequel se loge l’extrémité de la massue, ce qui laisserait à supposer que le protoplasme dendritique est plus fluide que celui de la terminaison nerveuse. Ailleurs, le « club » entoure comme d’un capuchon une petite saillie du dendrite; dans ce dernier cas, la fluidité des cytoplasmes est manifestement inversée. Ces différences correspondent sans doute à des changements de phases dans les colloïdes protoplasmiques. Il est alors impossible, par la méthode de Bielschowsky, de se rendre compte de la limite du « club » ou de la surface du dendrite, car les neurofibrilles sont colorées d’une manière presque identique dans chaque neuroplasme. Par contre, avec la technique de Bensley, à l’intérieur des massues, les fibrilles se teignent en bleu foncé et celles du dendrite en bleu lavande.

Lorsque la fibre se renfle pour prendre la forme caractéristique d’une massue, la gaine de myéline s’amincit et cesse brusquement non loin de l’extrémité. A ce niveau, sur des coupes minces n’excédant pas 2 (i d’épaisseur, les auteurs observent nettement que le «club» et le dendrite sont l’un et l’autre délimités par une membrane très nette et complètement lisse. Avec des coupes encore plus minces (1 jx), il serait possible d’apercevoir, à la surface des massues ou du prolongement de la cellule de Mauthner, un réticulum relativement épais, coloré en bleu vif et qui ne serait autre que le réseau do Colgi. Cependant au contact des « clubs » et du dendrite,

I) END RITE LATÉRAL DE LA CELLULE DE MAUTHNER

une seule ligne prodigieusement fine sépare les deux membranes, sans qu’il y ait trace de ce réseau.

Dans le dendrite lui-même, les mitochondries assez clairsemées ont l’apparence de petits bâtonnets un peu plus épais que les neurofibrilles. A l’intérieur des massues, les granulations du chondriome se groupent souvent près de la membrane synaptique, formant parfois contre celle-ci une véritable palissade. Bartelmez et Hoerr sont certains qu’en raison de la forte coloration des neurofibrilles dans leurs préparations, ces filaments ne pourraient traverser les membranes synaptiques sans être apparents. Si, dans la fente de la synapse, il se trouve des filaments d’union entre les deux neurones en présence, ils ne peuvent être qu’ultramicroscopiques et par conséquent invisibles dans les conditions habituelles d’observation. La direction longitudinale prise par les neurofibrilles dans la cellule de Mauthner et dans ses prolongements est si différente de celle de ces mêmes filaments perpendiculaires à la surface de ce neurone dans les massues, qu’une continuité entre ces deux formations est à première vue bien peu vraisemblable. Cependant l’inconstance des résultats des méthodes d’imprégnation peut faire croire parfois à une fusion des neuroplasmes, que Bartelmez et Hoerr considèrent comme artificielle.

Pour D. Bodian également, la technique joue un rôle capital dans toutes ces recherches. Après avoir essayé différents fixateurs, il donne la préférence aux solutions de bichromate de potasse, additionnées de formol; l’imprégnation argentique est ensuite réalisée grâce à une solution d’argent colloïdal activé par la présence de cuivre pur. Les préparations sont surcolorées par le Malloryazan. En raison de la rapide altération des terminaisons nerveuses immédiatement après la mort, il convient, selon Bodian, de fixer les pièces par perfusion, tout de suite après l’arrêt de la circulation.

Bodian confirme chez le Poisson rouge les observations de Bartelmez et de Hoerr sur le cerveau de YAmeiurus. Comme eux, il admet deux aspects principaux des terminaisons des fibres nerveuses myélinisées ou non sur la cellule de Mauthner; ce sont les « end-feet », boutons terminaux, ou « Endfüsschen » de Held- Auerbach et, d’autre part, les massues ou « clubs » des auteurs précédemment cités. Toutes sortes de formes de transition peuvent être rencontrées du reste entre ces deux types caractéristiques.

Les boutons terminaux se trouvent le plus souvent à l’extrémité

MARCELLE BARBEY-GAMPERT

de fibres dépourvues de myéline, sous forme d’un renflement qui peut être inférieur à 1 (jl, ou bien atteindre au plus 5 [jl. Les plus petits se colorent d’une façon homogène par le MALLORY-azan et sont sans doute constitués par un amas central de mitochondries, recouvert d’une mince couche de neuroplasme. Dans les imprégnations argentiques ces terminaisons se présentent souvent comme de petits anneaux, parce que leur chondriome central n’est pas argyrophile. Ils seraient moins nombreux dans les pièces traitées à l’argent, que dans celles soumises à des techniques cytologiques ordinaires.

Les « end-feet » plus volumineux (2 à 5 p.) ont généralement une forme conique; leur sommet se continue avec la fibre nerveuse; à leur base s’accumulent des mitochondries. Dans le cône lui-même peuvent être imprégnées des neurofibrilles qui lui donnent alors une teinte foncée, absente dans les boutons plus petits; ces derniers ne seraient autres qu’un amas de granulations du chondriome. En raison de ces dispositions structurales, ces terminaisons se trouvent particulièrement fragiles et souffrent d’une rapide autolyse aussitôt après la mort de l’animal. Les boutons terminaux correspondent sans doute aux renflements nodaux du réseau nerveux péricellulaire de H. Held.

Les massues ou « clubs » ne sont autres que des élargissements, souvent à peine marqués, de grosses fibres myélinisées qui forment des synapses avec le dendrite latéral. Sur le corps de la cellule de Mauthner, se rencontrent des massues plus petites à l’extrémité de collatérales non myélinisées de fibres directes ou croisées de la huitième paire; ce sont les « knob-endings » de Bartelmez. En ce qui concerne plus particulièrement le dendrite latéral, les massues qu’on y trouve possèdent un diamètre variable de 2 à 7 p.. Cette forme de terminaison nerveuse n’aurait été observée, d’après Boni an, que chez les Poissons. Sur le dendrite latéral de la cellule de Mautilnkr du Poisson rouge, il y aurait environ 90 massues volumineuses, 30 plus petites et 100 à 150 gros boutons terminaux répartis surtout sur la partie proximale du dendrite.

Jamais dans toutes ces formations Bodian n’a trouvé de passage de neurofibrilles du «club » à la cellule. Dans la massue elle-même, les filaments neurofibrillaires sont parallèles entre eux, sans trace d’anastomose; ils se renflent légèrement et s’arrêtent contre une membrane synaptique, où des mitochondries peuvent être mises

D END RITE LATERAL DE LA CELLULE DE MAUTHNER

en évidence. La surface de contact de la massue avec le dendrite est parfaitement lisse, surtout lorsqu’il s’agit de « clubs » volumineux; d’après Bodian, la chose serait moins nette dans les formations plus petites et dans le cas d’altérations dues à une mauvaise fixation, on pourrait croire à des passages de neurofibrilles des terminaisons au dendrite de Mauthner.

En somme, D. Bodian estime qu’avec sa technique toutes les terminaisons sur la cellule de Mauthner sont conservées et bien fixées. Elles sont toutes limitées par une membrane très nette et sans qu’un réseau de Golgi ou de Held s’interpose entre elles et la surface du dendrite. Il n’y a donc là aucune disposition qui permette de croire au syncytium nerveux et névroglique signalé par K. Marui et M. Doi. Ces auteurs ne fixant pas leur matériel par perfusion, mais seulement par immersion, Bodian suppose que ce qu’ils décrivent comme réseau de Golgi n’est que le résultat d’autolyses post mortem et de fusions de terminaisons à la surface du neurone de Mauthner.

Tenant compte de toutes les remarques des auteurs précédents, j’ai fixé les cerveaux par perfusion. Le Poisson rouge endormi dans de l’eau éthérée, est sectionné brusquement en arrière des branchies; une injection de fixateur est aussitôt pratiquée par l’aorte en direction de la tête. Le liquide employé est celui dont nous nous servons depuis plusieurs, mois à l’Institut d’anatomie de Genève. 11 s’agit d’un mélange acide de formol avec des dissolvants énergiques des lipides, tels le dioxane et l’alcool isopropylique; l’acidité est fournie par l’acide formique ou l’acide trichloroacétique ; l’addition d’un peu de nitrate de cobalt améliore les résultats (A. Weber).

La fixation dure environ huit jours à 55°, dans l’étuve à paraffine. Les pièces sont ensuite décalcifiées, si cela est nécessaire, dans une solution aqueuse d’acide nitrique à 4%, additionnée d’un peu de formol pendant 24 à 48 heures. L’imprégnation argentique se fait suivant le procédé de Bielschowsky ; la réduction est réalisée dans une solution formolée d’hydroquinone et de citrate de soude (A. Weber).

Les pièces sont incluses à la paraffine en passant par le chloroforme, mais sans y séjourner trop de temps et en évitant que ce dissolvant ne soit au contact de l’objet imprégné à une température dépassant 40°. Les coupes sont faites en série avec une épaisseur optima de 5 p.; on les colle au moyen d’une solution faible de