1) Introduction et méthodes d'étude

Introduction à l'Histologie

L'histologie est la science qui étudie les tissus biologiques, leurs structures, compositions, fonctionnements, renouvellements et les échanges cellulaires en leur sein.

L'organisme humain est composé de milliards de cellules organisées en tissus, qui forment à leur tour des organes et des systèmes.

I. Qu'est-ce que l'histologie ?

• Étymologie : Du grec "Histos" (tissu) et "Logos" (science).
• Définition : Étude des tissus, incluant leur structure, composition, fonctionnement, renouvellement et les échanges cellulaires.
• Les tissus sont le premier niveau d'organisation supra-cellulaire, constitués de cellules et de matrice extracellulaire.

II. Niveaux d'organisation structurale

Le corps humain présente une hiérarchie d'organisation, du plus simple au plus complexe :

1. Niveau chimique : Atomes se combinant pour former des molécules.
2. Molécules biochimiques : Constituent les structures cellulaires (organites).
3. Cellules : Unité de base du vivant.
4. Tissus : Premier niveau d'organisation supra-cellulaire, composés de cellules et de matrice extracellulaire.
5. Organes : Assemblage de plusieurs tissus.
6. Systèmes et appareils : Plusieurs organes collaborant pour une fonction spécifique.

Ces niveaux sont étudiés par diverses disciplines (anatomie, cytologie, biochimie, etc.) dont les champs se recoupent.

III. Méthodes classiques de préparation histologique

La préparation histologique permet l'observation des tissus au microscope optique (MO).

1. Le prélèvement
   • Obtention d'un échantillon de tissu (biopsie, pièce opératoire, autopsie).
   • Les échantillons sont coupés en petits fragments (1 à 2 cm²) et placés dans des cassettes d'inclusion.
2. La fixation
   • Conserver les tissus dans un état proche du vivant.
   • Utilisation de fixateurs, généralement le formol ou le paraformaldéhyde.
   • Intérêts : Immobilisation des constituants, prévention de l'autolyse et de la putréfaction.
   • La vitesse de fixation varie selon la taille du prélèvement (ex: 1mm/heure pour le formol).
3. L'inclusion en paraffine
   • Solidifier le prélèvement pour permettre des coupes fines.
   • Déshydratation : Bains successifs d'alcool de concentration croissante.
   • Clarification : Passage dans un solvant (ex: cyclène ou toluène) où la paraffine est soluble, rendant le tissu transparent.
   • Inclusion : Plongée dans la paraffine liquide qui remplit les espaces vides.
4. L'enrobage en paraffine
   • Le prélèvement est moulé dans un bloc de paraffine solide après refroidissement.
   • Examen extemporané : Pour un diagnostic rapide, le prélèvement est congelé et inclus dans un mélange hydrosoluble de glycol et de résine, évitant l'inclusion et l'enrobage en paraffine.
5. La coupe
   • Réalisation de fines tranches (2 à 5 micromètres d'épaisseur) :
     • Avec un microtome pour les blocs de paraffine.
     • Avec un cryostat pour les coupes congelées.
   • Les coupes sont déposées sur des lames de verre, séchées, puis déparaffinées et réhydratées.
6. La coloration
   • Rendre les tissus visibles au microscope, car ils sont naturellement incolores.
   • Les colorants sont souvent acides ou basiques et interagissent avec les radicaux ionisés des tissus.
   • Colorations classiques à connaître :
     • Hématoxyline-Éosine (HE) : Technique fondamentale.
       • Hématoxyline (basique) : Colore les noyaux et le réticulum endoplasmique rugueux en violet.
       • Éosine (acide) : Colore le cytoplasme et les fibres en rose.
     • Hématoxyline-Éosine-Safran (HES) : Le safran met en évidence les fibres de collagène.
     • Trichrome de Masson : Distingue les fibres musculaires (rouge) et les fibres de collagène (vert), utile pour les pathologies musculaires, cardiaques, hépatiques et rénales.
   • Autres colorations spécifiques :
     • Bleu alcian ou rouge mucicarmin : Colorent le mucus (mucopolysaccharides acides) en bleu ou rouge.
     • Coloration PAS (Acide Périodique de Schiff) : Met en évidence les glucides (glycogène, mucines, lame basale) en rouge pourpre.
     • Orcéine : Spécifique des fibres élastiques.
     • Imprégnation à l'argent : Visualise les fibres de collagène de type 3 (réticulées).
     • Fixation à l'acide osmique : Fixe et visualise les lipides.
     • Immunohistochimie (IHC) : Utilise des anticorps spécifiques pour détecter des motifs antigéniques. La réaction antigène-anticorps est visualisée par réaction enzymatique ou par des fluorochromes. La congélation des tissus est préférable pour cette technique.
7. Le montage
   • Protection de la coupe colorée par une résine et une lamelle couvre-objet ou un film plastique.
   • Permet la conservation et l'observation au microscope.

Digitalisation des lames histologiques

• Obtention d'une image numérique à partir d'une coupe histologique via un scanner spécialisé.
• Avantages : Accès partagé, différents grossissements, possibilité d'ajouter des commentaires.

Récapitulatif des éléments clés à retenir

• Étapes de préparation : Prélèvement, fixation, inclusion, enrobage, coupe, coloration, montage.
• Agents chimiques : Formol, paraformaldéhyde, paraffine, cyclène, toluène, glycol, résine, fluorochromes.
• Colorations classiques : HE, HES, Trichrome de Masson.

IV. Échelles et unités de longueur du vivant

Il est crucial de maîtriser les échelles et conversions pour comprendre l'histologie.

• L'œil humain ne peut distinguer deux points séparés de moins de 0.2 mm.
• Les atomes, l'ADN, les chromosomes en métaphase et les cellules sont invisibles à l'œil nu (plus petits que 0.1 mm).
• Microscope Optique (MO) :
  • Pouvoir séparateur : 0.2 μm.
  • Permet de caractériser les tissus et les cellules à différents grossissements.
• Microscope Électronique (ME) :
  • Pouvoir séparateur : 0.2 nm.
  • Permet d'observer les organites cellulaires.

V. L'histologie : une science de plus en plus précise

L'histologie moderne bénéficie de microscopes perfectionnés et de méthodes de révélation innovantes.

• Ces avancées permettent une observation ultra-structurale et dynamique des tissus.
• Elles améliorent la compréhension du fonctionnement physiologique normal et des dérégulations pathologiques.
• Amélioration des technologies d'acquisition de tissus vivants (in vitro et in vivo) et de révélation des structures chimiques et moléculaires.

VI. Les groupes fondamentaux de tissus chez les vertébrés

La classification des tissus repose sur leur structure et leur fonction, et non sur leur origine embryologique.

• Tissus épithéliaux :
  • Caractérisés par leur nature jonctive.
  • Rôle de revêtement ou de sécrétion.
• Tissus conjonctifs :
  • Composés de cellules non jonctives.
  • Réparties dans un réseau de fibres et de substance fondamentale, avec des proportions variables selon la fonction.
• Tissus musculaires :
  • Composés de cellules contractiles.
• Tissus nerveux :
  • Composés de neurones (conduisent l'influx nerveux).
  • Composés de cellules gliales (soutien, nutrition, défense des neurones).