3. Introduction à la médecine des animaux ectothermes

Respiration et osmorégulation

Dans un litre d'eau il y a 200 ml d'O2, dans l'air 10 ml d'O2, mais à 20 °C l'O2diffuse 300000 fois + vite dans l'air que dans l'eau. Plus l'eau est salée etchaude, - il y a d'O2 dissous (+ facteurs biologique, algue,... ) Il existe troissortes de poissons : les poissons d'eau douce, d'eau de mer et les 2.L'osmolarité de l'eau de mer est 1000 x plus grande que l'eau douce. Toutesles espèces ne peuvent pas vivre dans les 2 milieux, seulement le saumon,l'estragon et l'anguille.

La barrière sang/O2 doit être la + large et la + fine possible.

• Branchies et autres structures respiratoires :

Les branchies jouent non seulement un rôle respiratoire mais aussi un rôledans l'osmorégulation et la teneur de l'organisme en sel. Système à contre-courant très efficace, jusqu'à 80% de récupération de l'O2 de l'eau. Encontre-partie, l'énergie dépensée pour un poisson est nettement + grandeque chez les mammifères.

Elles comportent des lamelles primaires et des lamelles secondaires. C'est auniveau des lamelles secondaires que va être véhiculé l'O2. Ces lamelles sontconstituées d'un épithélium pavimenteux, de lacunes sanguines, et de ¢ àpilastres qui abutent le centre des épithéliums. Les ¢ à pilastres se contractentet favorise la circulation du sang. Les cellules à chlorures présentent des

selon le milieu. En milieu marin, ces ¢ sont hyperplasiées et hypertrophiées.Dans le milieu marin, le chlorure est rejeté et le Na+ suit. Mais ces mêmescellules peuvent également absorber le sel en eau douce. Cette permutationest sous contrôle hormonal. Par exemple, le cortisol a des récepteursspécifiques sur ces ¢ et également sur l'épithélium digestif.

Au niveau circulatoire, les artères efférentes quittent la branchie, artèresafférentes et efférentes sont reliées entre elles.

Il y a des poissons dans les régions arides, poissons susceptibles de se retrouverà l'air libre, qui ont développé des structures anatomiques étonnantes : Peau,cavité buccale, estomac mais aussi poumons (diverticules de la cavitébranchiale, organes arborescents. Vessie gazeuse peut-être utilisé commepoumon avec septa, capillaires sanguins)

• Reins :

Le rein de poisson est – performant qu'un rein de mammifère, c'est au niveaudes branchies que se fait la majorité des échanges Le milieu interne chez lespoissons est de 300 à 350 milliosmole. Un poisson en eau douce va devoirsubir une entrée d'eau en quantité importante, en eau de mer c'est l'inverse.Les ions vont eux sortir en eau douce et entrer en eau salée. Le poisson d'eaude mer boit. Seul les mammifères sont capables de produire une urinehypertonique. Chez les poisson il n'y a pas de hanse de henlé.

Chez les poissons d'eau de mer, les glomérules sont très petits voir inexistant etle tube urinaire est un tube très simple. Pas de tube distal.

En eau douce, plus gros glomérules, tubes proximaux et tubes distaux(néphron complet) avec un segment intermédiaire.

Chez chondrichtyen : le rein possède de splendides glomérules. L'osmolaritéd'un requin est la même que celle de l'eau de mer car ces animaux résorbentl'urée à 95%, elle est gardée par le rein. On ne sait pas très bien comment lesenzymes de ces animaux peuvent travailler dans un tel milieu. Leurs néphronssont très sophistiqués avec tubules et glomérules très développés.

• Œsophage (anguille) :

En eau douce : épithélium pluristratifié avec ¢ muqueuses (caractéristique dupoisson). Mais en eau de mer, épithélium + mince avec de nombreux lacssanguins et bcp moins de ¢ à mucus. L'aspect vasculaire d'une anguille eneau de mer est nettement + développé. (Pas de glandes salivaires chez lespoissons)

• Téguments :

Constitué d'un épithélium non-kératinisé et de tissus osseux (= écailles). Chezles requins, se sont des dents qui donne cet aspect rugueux à la peau.

Constitution de l'épiderme:

• Epithélium pluristratifié non-kératinisé• Couche basale (souches)• ¢ à alarme (gonflées)• ¢ muqueuses -> immunoglobulines, complément, lizozyme -> protège

contre le parazitisme.

Chez les poissons la coloration est le reflet du comportement et de l'humeurdu poisson. différentes ¢ pigmentaires:

• Mélanophores, situés dans le conjonctif (les mélanocytes sontuniquement situés dans l'épithélium)

• Xantophores: caroténoïde -> teintes rouges.• Iridophores: contiennent des plaquettes parallèles constituées de

guanine, responsable de la réflexion -> teintes métalliques

Economie d'eau (amphibien et reptiles)

• Rappel:

Les amphibiens et les reptiles ont aussi des problèmes, même si les amphibienssont inféodés à l'eau. Les Amphibiens ont un appareil respiratoire relativementpeu rentable, la peau doit être perméable à l'O2 et subvenir au besoind'économie d'eau.

Chez la souris marsupiale, la médullaire du rein est énorme par rapport au ratde laboratoire. Ces souris ne boivent pas, elles utilisent l'eau métabolique etont des féces très sèches (0% d'eau). Ses animaux vivent la nuit.

• Téguments (amphibiens et reptiles)

amphibiens:

épithélium pluristratifié pavimenteux avec fine couche de kératine (permetune diffusion de gaz suffisante pour la respiration tout en limitant ladéshydratation), maintenu humide par les ¢ muqueuses de glandesacineuses alvéolaires de type exocrine. Le mucus a également un rôle deprotection. Il existe aussi d'autres glandes de même aspect, les glandesgranulaires, intervenant dans la protection vis à vis des prédateurs (= glandesà poison). Elles produisent une substance toxique. Conjonctif rempli decapillaires sanguins et glandes non muqueuses. La respiration se fait donc parla peau.

Certain amphibiens sont cependant capables de vivre en milieu désertique.Ceux-ci ont aquis une peau d'aspect métallique (Iridophores) qui réfléchit lalumière et empêche un échauffement trop important. Ils possèdentégalement une vessie contenant bcp d'eau et qui peut servir à laréhydratatoin du corps. Ces animaux vivent dans des terriers et ne peuventrester dehors trop longtemps.

D'autres amphibiens ont une peau glandulaire (glandes séreusestégumentaires), sont donc enduit d'une couche séreuse qui leur donne unaspect de plastique et limite la déshydratation.

Reptiles:

Epithélium en 2-3 couches de cellules, kératine (écaille=kératine).

• Reins:

Amphibiens: tube néphrotique avec gros glomérule (ne reflète pas le pbd'économie d'eau que rencontre les amphibiens). Pas de anse de henle.Tube proximal contourné, segment intermédiaire, tube distal, tube contourné.Pour palier à la déshydratation, les amphibiens sécrètent une hormoneantidiurétique ( proche de l'ADH) par l'intermédiaire de l'hypophyse. Lesrécepteurs se trouvent principalement sur la vessie et permettent derécuperer par ce biais un maximum d'eau. Il existe chez les amphibiensmâles un segment préterminal qui fait suite au tube contourné distal, ±développé suivant le cycle de reproduction. Ces tubes sont de gros calibre.son rôle reste encore un peu énigmatique, il sécrèterait des protéines dans dumucus intervenant dans la confection du liquide spermatique..

Reptiles: Le rein présente une structure histologique conforme à leur mode devie et leur physiologie. Absence de anse de Henlé. Présence de tubescontournés proximaux et distaux, glomérules de petite taille.

Echangeurs à contre courant

rete mirabile (latin) ou réseau admirable (français): organe vasculaireconstitué de centaines ,voir de milliers, de capillaires artériels et veineuxalternés dans lequels le flux sanguin s'écoule en sens opposés. il permet leséchanges.

• Échangeur ionique: par exemple dans le rein des mammifères (cfr cours del'an dernier)

• Échangeur calorifique: par ex dans les nageoirs des dauphins ou les pattesd'oiseaux: permet au sang vaineux de retourner vers le coeur avec unetempérature correcte. Chez les poissons la plupart sont heterotherme ( leurtempérature corporelle varie avec celle du milieu), ceux qui sont

homéotherme gardent un maximum de chaleur dans leur masse musculairegrace aux réseaux admirables, voir transparents.

• Échangeur gazeux:

Certains poissons possèdent une vessie natatoire (ou vessie gazeuse) Laprésence de cet organe dépend du milieu dans lequel vit le poisson, ellepermet au poisson de rester à une certaine profondeur. Un poisson vivant surles fonds n'a pas besoin d'une vessie natatoire. Par contre elle est très utilepour un poisson effectuant des migrations verticales, à moins que celui-ci soitun prédateur très actif, alors elle peut-être une contrainte. De tels poissonsfont intervenir une musculature très développée. Ex: maquereau.

La vessie natatoire possède un rete mirabile intervenant dans les échangesgazeux: Qand un poisson plonge, la pression hydrostatique sous l'eau estimportante (tous les 10m la pression augmente d'une atmosphère) du coup lavessie diminue de volume. Si le poisson remonte, la pression diminue et lataille de la vessie augmente. C'est pour celà que le poisson doit posséder unsystème qui lui permet d'emmagasiner ou de relâcher les gaz dans la vessienatatoire. Ces échanges gazeux peuvent se faire de 2 manière: 1) certainspoissons possèdent un canal pneumatique entre la vessie et l'œsophage,d'autres ont une glande sécrétant du gaz irrigué par un rete mirabile ->sécrétion de gaz (O2) à des pressions tel que celà n'est pas envisageableavec l'environnement aqueux, d'où l'utilité d'un rete mirabile. (?)

Urophyse et corpuscule de Stannius

• Urophyse :

Les téléosteens ont une urophyse, excroissance de la partie caudale de lacorde, dans laquelle on trouve des prolongement nerveux, unevascularisation très importante, et des ¢ de soutien. C’est un organe neuro-hémal (comme la neurohypophyse chez les mammifères) il stoque lespeptides venus d’ailleurs et les relargue dans la vascularisation. Les neuronesde cet organe (¢ neurosécrétrices) synthétises des peptides : urotensine 1 et 2qui agissent sur le rein, le tube digestif, les branchies, modifiant la teneur eneau et la balance hydroélectrolytique de l’organisme, effet osmorégulateur.

Cez les chondrichtyen : il existe une strucure semblable, sans expension deneurones neurosécréteurs.

• corpuscule de Stannius :

2, 4 ou 6 suivant les espèces. Glandes endocrines formées de cellulesépithéliales, proches du rein. Les corpuscules sont séparé en nombreuxlobules par des septa de tissus connectifs. Les cellules glandulairescontiennent de grosses granules sécrétrices, côté basal. Les corpuscules sont

bien vascularisés entre les lobules. Au microscope électronique les granulessont denses, d’un diamètre de 0,5 à 1 μm et enveloppés par une membrane.Un RER et un golgi bien développé traduit la production de protéine. Lesgranules sont liberées par exocytose. Les corpuscules de stannius secrètentl’hypocalcine (ou stanniocalcine) qui agissent par l’intermédiaire derécepteurs sur les branchies qui excrètent le Ca++ -> effet hypocalcémiant.Ces corpuscules seraient responsables des ajustements grossiers du taux deCa++ de l’organisme, tandis que la calcitonine élaborée par les corpsultimobranchiaux serait impliqués dans une régulation fine.

Si on enlève ces corpuscules, les perturbation électrolytiques sont egalementdues à une perturbation de l’apport du flux sanguin vers les branchies.

L’angiotensine et les enzymes de conversion sont aussi présent chez lespoisson. Effet hypertenseur Angio 1 en Angio 2,

Particularités histologiques de la faune pissicole

Tube digestif : Amphibien, poisson, mammifères se ressemblent, bien qu’il y aiquelques différences.

• L’oesophage possède des ¢ ciliées et des ¢ muqueuses ou ou caliciformes.On ne trouve plus de glande salivaire mais elles existent sous forme deglandes à vanin chez les reptiles. Le mucus sécrété va alors enrober la proiequi sera avalée.

• L’estomac est un peu développé chez les poissons, reptiles, amphibiens. Ilpossède un epithélium à pole muqueux fermé avec des ¢ oxynto poïétiques.

• L’intestin ne possède pas de glandes de Lieberkhun. Les replis de muqueusene sont pas des villosité et l’épithélium est pseudo-stratifié.

Hépato-pancréas :

Chez les poissons, des cordons de ¢ de la partie exocrine du pancréas sontinterposés dans le tissus hépatique, mais il n’y a pas de fonctionnalité à cettedisposition. On trouve également des îlots de Languerhans, mais ils sontsouvant regroupés en l’organe de Brockmann contenant donc le pancréasendocrine. Ce moulage est le résultat d’un manque de place, en effet lamusculature est très développée et la cavité péritonéale est réduite.

Tissus osseux : chez certains poissons il existe de l’os celluarisé, ces cellules sontdes ostéocytes avec des prolongements comme chez les mammifères. MaisChez les Téléostéens les plus évolué, l’os est acellulaire.

centres mélanomacrophage : particularité de la faune pissicole dans le foie,le rein, la rate. Il s’agit d’îlots constitués de ¢ phagocytaires et de cellulesélaborant la mélanine. Ils signent la bonne santé de l’animal. En cas de stress,de parasites,... ces centres subissent une hyperplasie, prolifération des lymphoB et T , anticorps, etc...

Rein : ¢ hématopoiétiques surtout dans la tête du rein, donnant naissance auxGR et GB puisque chez les poissons, il n’y a pas d’os long, donc pas de moelleosseuse. Les poissons font l’hématopoïèse dans la rate et le rein.

Organes génitaux :

• Ovaire : Chez les téléostéens : l’ovaire n’est pas un organe plein, il possèdeune cavité. Il existe des « promontoires » dans lesquels se développent lesfollicules ovariens. Les ovocytes matures sont libérés dans cette cavité, reprispar l’oviducte et libérés à l’exterieur. Les ovocytes sont généralementtélolécytes (très riches en vitellus).

Les téléostéen sont, la plus part du temps, ovipares, mais certains sontvivipares. Dans ce cas, les jeunes alevins se développent dans le follicule lui-même (développement intra-folliculaire), il est rejeté à l’extérieur à lanaissance sans passé par le stade d’oeuf. Le développement de l’embryonest possible grâce au vitellus. Il n’y a alors pas de ponte et la fécondation sefait à partir du réceptacle génital et les spermatozoïdes vont fécondél’ovocyte mature.

L’ovocyte ne possède pas de cavité antrale, se charge en vitellus. Dans unecoupe on observe des ovocytes à différents stades. Le stade de lavitellogenèse comprends des ovocytes remplis de Vitellus, les lipides sontsynthétisés à partir du foie de l’animal. Les follicules comprennent une paroitrès mince appelée « zonula granulosa » malgré que celà n’ai rien à voir avecla zonula granulosa des mammifères.

• Testicules : présentes deux types :

1. AMNIOTES : Testicule mammalien aviaire : la spermatogénèses’effectue dans les tubes séminipares à partir des spermatogonies. Lesgamètes en formation sont entourées par les ¢ de sertoli.

2. ANAMNIOTES : (ex : téléostéen) Les gamètes évoluent dans les cystesdont la paroi est formée de cellules de sertoli modifiées. Dans chaquecyste, il existe plusieurs clônes cellulaires. les ¢ d’un même clôneproviennent donc de la division d’une seule cellule germinale. Cesclônes sont tous au même stade dans 1 cyste. (stade différent danschaque cyste) Quand ils sont matures, la paroi éclate et lesspermatozoïdes sont libérés dans la paroi testiculaire. Entre les structures

(lobules-tubes) se trouvent les ¢ intersticielles (homologues aux ¢ deLeidig) source de steroïdes responsables des caractères sexuels.

Glandes surrénales ou complexes adrénalien :

Ne ressemble pas aux structures surrénaliennes des vertébrés plus « évolués ».Les glandes surrénales comprennent 2 types de tissus, les tissus stéroïdogèneset catécolaminogènes.

chondrychtiens: Les 2 tissus n’ont aucune connexion histologique. Les glandessurrénales se trouvent du côté médial du rein.

téléostéens : Les 2 tissus ont tendance à se réunir mais il n’y a pas encore decontact intime. Elles se trouvent dans la tête du rein

Amphibiens : elles sont ventro-médiales dans le rein mais forment uncomplexe indépendant. Les contacts entre les 2 tissus sont de plus en plusprésent au cours de l’évolution. (chez les mammifère, il existe une divisionentre cortex et médullaire).

En outre, Chez les amphibien, on observe l’organe de Bidder au sein descorps adipeux proches des testicules. Il s’agit d’une ébauche des gonadesfemelles avec quelques ovocytes mais qui n’arrivent normalement jamais àmaturité. Si on enlève les testicule d’un crapaux mâle, l’organe de Bidder sedéveloppe entièrement et forme des ovocytes. Il pondra des oeufs. Lecrapaux Mâle présente donc un phénotype femelle. On suppose que lestesticules sécrète une hormone qui inhibe le développement ovarien.

Les poissons de l’Antarctique : tout est expliqué dans les polys de monsieurDanguy.