Pathologies Métaboliques Pr Anne Couvelard

Département de Pathologie - Bichat

Faculté de médecine Denis Diderot Paris 7

Enseignement du L2, UE2, Biopathologie cellulaire et Tissulaire

Anatomie Pathologique

Polycopié: http://campus.cerimes.fr/anatomie-

pathologique/enseignement/anapath_2/site/html/1.html

Collège Français des Pathologistes – Anatomie Pathologique

Livre de pathologie illustrée, Campus Illustré, Elsevier

Cours simple et illustré:

Campus d’anatomie pathologique

• Lésions élémentaires des cellules tissus,

organes

– Adaptation cellulaire et tissulaire

– Mort cellulaire et tissulaire

– Accumulation de pigments et substances

• Stéatose, cholestase, calcifications, hémosidérose,

surcharges lysosomiales

– Pathologie des substances intercellulaires

• Amylose

Définition d’une pathologie

métabolique

• Une anomalie du métabolisme cellulaire peut se traduire par l’accumulation anomale de dans les cellules et/ou dans les espaces intercellulaires d’une substance endogène ou exogène, normalement présente en petite quantité ou absente

• La cellule produit la substance ou bien l’accumule

• 3 mécanismes principaux

– Substance normale, métabolisme inadapté: stéatose, cholestase

– Substance endogène normale ou anormale, s’accumule en raison d’anomalies génétiques de son transport, métabolisme, excrétion: hémosidérose, glycogénoses, déficit a1antitrypsine

– Substance exogène s’accumule: carbone, silice

Pathologies métaboliques

Pathologies de surcharge

• De nombreux troubles du métabolisme n'ont (en l'absence de complications) pas ou peu de traduction morphologique

• Ces pathologies peuvent concerner le métabolisme

des lipides (triglycérides: stéatose, cholestérol; athérome) des glucides (glycogénoses) des protides (amylose) des pigments (hémochromatose, cholestase, mélanine) autres: calcium, porphyrines, bases puriques…

Plan :

Pathologie des

1- lipides (stéatose)

2- glucides

3- protéines

(amylose)

4- pigments (hémosidérose)

Pathologie des lipides

1- accumulation de triglycérides (stéatose)

2- cholestérol et cholestérides

3- lipides complexes

Pathologie des lipides

1- accumulation de triglycérides

• Augmentation de la quantité des triglycérides par augmentation du nombre ou du volume des adipocytes – diffuse => obésité (excès de tissu adipeux, territoires profonds et

sous-cutanés ) – localisée => lipomatose, involution adipeuse de certains organes

(pancréas, thymus, glandes endocrines, ganglions lymphatiques…)

• Augmentation de la quantité des triglycérides en

dehors des adipocytes – la stéatose: Accumulation anormale de triglycérides dans les

cellules (hépatocytes) qui n’en contiennent pas ou peu à l’état normal

Stéatose

Obj: savoir définir la stéatose.

Connaître ses aspects

macroscopique et microscopique

(colorations)

Collège Français des Pathologistes, CoPath, Lésions élémentaires des tissus et organes

Acides Gras Lipoprotéines Hépatocytes

Architecture microscopique

• Espace porte :

•Artère hépatique

•Veine porte

•Canal biliaire

•Tissu conjonctif

• Lobule :

•Travées d’hépatocytes

• Capillaires sinusoïdes

• Cellules non hépatocytaires

• Veine centrolobulaire

FOIE NORMAL: RAPPEL!!!!

Aspect microscopique

Espace

Porte Veine

Centrolobulaire

Lobule Hépatique

Stéatose hépatocytaire - Anatomie pathologique

• Macroscopie :

– Foie augmenté de volume, pâle, jaunâtre, mou et au bord inférieur arrondi. Dépôts graisseux à la coupe

• Microscopie :

– Topographie: Diffuse ou systématisée

– Stéatose macro-vacuolaire : les gouttelettes lipidiques

fusionnent et forment une grosse vacuole qui repousse le noyau

en périphérie.

– Stéatose micro-vacuolaire : les gouttelettes lipidiques ne

fusionnent pas et le noyau reste en position centrale

– Stéatose mixte, macro- et micro-vacuolaire

• HES

• Taille des vésicule : stéatose macro- ou/et

microvacuolaire

• Abondance : en % (minime<30%, modérée

(30-60%), sévère (>60%)

• Topographie: Systématisée ou diffuse

La stéatose alcoolique est le plus souvent macrovacuolaire, systématisée, centrolobulaire

Evaluation histologique

Steatose macrovésiculaire Steatose microvésiculaire

STEATOSE MIXTE et Hépatite alcoolique aiguë

PNN

Corps de Mallory STEATOSE MACRO

STEATOSE MICRO

Stéatose macrovésiculaire

Stéatose diffuse Stéatose systématisée

VCL

VCL

EP

EP

Stéatose systématisée centrolobulaire

MALADIE ALCOOLIQUE DU FOIE

STEATOSE

Coloration de la stéatose: huile rouge (oil

red O) ou rouge soudan

• Sur tissu avant deshydratation (les solvants

dissolvent les graisses)

• Sur coupe congelée

Etiologie des stéatoses macrovacuolaires

. Alcool+++++

. Obèsité++

. Diabète++

. Hépatite virale C

. Medicaments (corticoïdes)

. Maladies métaboliques génétiques (Wilson)

. Foie cardiaque

Stéatopathie dysmétabolique

Manifestation hépatique du syndrome métabolique (obésité, diabète..)

Stéatose réversible…puis

Spectre lésionnel

Stéatose ≥ 5% (NAFL)

Stéatohépatite (NASH)

Stéatofibrose

Cirrhose et cancer

Kleiner Hepatology 2005

Brunt Hepatology 2011

Bedossa Hepatology 2012

STEATOPATHIE DYSMETABOLIQUE=NAFLD=

non alcoolic fatty liver disease

Diapositive PR JY Scoazec

cirrhose

Prévalence de 17-46% dans la

population adulte des pays occidentaux

Williams Gastroenterol 2011

Dietrich Best Pract Res Clin Gastroenterol 2014

EASL J Hepatol 2016

NAFLD= maladie fréquente

Diapositive PR JY Scoazec

Pathologie des lipides

2- cholestérol

• accumulation intracellulaire – gouttelettes lipidiques multiples, le plus

souvent dans des histiocytes/macrophages • xanthomes et xanthelasma

– en rapport ou non avec une

hypercholestérolémie

• accumulation extracellulaire – par libération du cholestérol des cellules

(membranes) par lyse des cellules

(nécroses, pus, hématome, kératine)

– cristaux de cholestérol

– Inflammation à corps étranger et fibrose

• athérome

Xanthélasma palpébral

Biopsie de peau

Pathologie des lipides

2- cholestérol

• accumulation intracellulaire – gouttelettes lipidiques multiples, le plus souvent

dans des histiocytes/macrophages

• xanthomes et xanthelasma

– en rapport ou non avec une

hypercholestérolémie

• accumulation extracellulaire – par libération du cholestérol des cellules

(membranes) par lyse des cellules (nécroses,

pus, hématome, kératine)

– cristaux de cholestérol

– Inflammation à corps étranger et fibrose

• athérome

Inflammation avec cristaux de

cholestérol* et dans les

lipophages (>)

*

*

> >

>

cristaux de

cholestérol dans des

cellules géantes

Pathologie des lipides

3- lipides complexes

• De nombreux types de lipides complexes peuvent s'accumuler dans les cellules

• Pathologies liées à des déficits enzymatiques constitutionnels (enzymes

des lysosomes et peroxysomes)

• Le substrat de l'enzyme déficiente s'accumule dans les cellules

• Notion de maladie de surcharge lysosomale (thésaurismose lysosomale)

– Anomalie génétique mettant en jeu une protéine de la fonction lysosomale

– Exemples de maladies avec dépôts de lipides complexes

• Les gangliosidoses par ex. déficit en hexosaminidase alpha (maladie

de Tay-Sachs), ou beta (maladie de Sandhof)

• glycocérébrosidase : maladie de Gaucher

• sphingomyélinase : maladie de Nieman-Pick

• Diagnostic

– Surcharge dans les biopsies des tissus touchés (peau, muscle, rectum)

• Histologie, colorations, Histoenzymologie, M. électornique,

Maladie de Tay Sachs. Surcharge des neurones

Pathologie des glucides

1- Diabète

2- Glycogénoses = maladies de surcharge

d’origine lysosomiale

• Glycogénoses

– Forme hépatique

Déficit en glucose-6-phosphatase, par exemple

– Forme myopathique

Déficit en phosphorylase musculaire, par exemple

– Forme multiviscérale

Déficit en maltase acide par exemple . Atteinte du cœur, du cerveau, des

muscles squelettiques et du foie

Pathologie des protéines Amylose

Obj: savoir définir l’amylose. Connaître ses

aspects macroscopique et microscopique

(colorations). Connaitre les principaux types

d’amylose

Collège Français des Pathologistes, CoPath, Lésions élémentaires des tissus et organes

Dépôts tissulaires interstitiels, intercellulaires EXTRA cellulaires de

substance amyloïde

Collège Français des Pathologistes, CoPath, Cycle 2, ECN 2013

Substance amyloïde:

Elle comporte deux constituants un composant fibrillaire

(95%) et un composant non fibrillaire (glycopréotéine,

substance P).

Les fibrilles amyloïdes sont constituées par des molécules

protéiques de composition variées mais ayant en commun

une structure ß-plissée.

Modification des affinités tinctoriale (colorations spécifiques)

et des propriétés biochimiques (insoluble, résistance aux

protéases)

Résumé

DONC • Diagnostic anatomo-clinique des amyloses : +++

• Par la mise en évidence histologique de la substance amyloïde.

– En pratique, sur biopsie de la muqueuse rectale profonde si amylose

généralisée. L’amylose peut être présente dans la muqueuse mais souvent

n’est visible que dans la paroi des vaisseaux de la sous-muqueuse. Donc

la biopsie doit être profonde: une biopsie superficielle négative est sans

valeur.

– Aussi: biopsies des glandes salivaires accessoires (se: 85%)

– En fonction de l’atteinte: biopsie rénale, myocardique (hépatique: contre-

indiquée)

• Aspect macroscopique et histologique++++

Diagnostic anatomo-pathologique

• Organes atteints:

– Foie, rein, rate, tube digestif, myocarde, peau,

système nerveux…

– Dépend du type d’amylose

• Macroscopie

• Microscopie

– Histologie

• Coloration standard

• Colorations spéciales

• Immunohistochimie

• Macroscopie des organes atteints : – Augmentés de volume, pâles, fermes et élastiques.

– A la coupe, aspect cireux, vaguement translucide.

– Aspect grisâtre et rigide

Amylose

macroscopie

Rein couleur vieil ivoire

Histologie :

• Les dépôts se localisent : – Dans les parois vasculaires

– Dans les parenchymes glandulaires++

– Sur la trame conjonctive interstitielle

• Aspect:

– Substance faiblement éosinophile extracellulaire.

– Elle infiltre les vaisseaux des tissus interstitiels et peut comprimer et détruire les éléments fonctionnels du parenchyme. Pas d’inflammation

• Colorations spéciales :

– Rouge Congo+++:

• Coloration rouge brique

• dichroïsme jaune-vert en lumière polarisée.

– Thioflavine T, fluorescence verte en lumière UV

– Violet de Paris, métachromasie pourpre/rose groseille du colorant.

Amylose cardiaque

Amylose digestive

Vaisseau: dépôts amyloïdes

HES: dépôt éosinophile « craquelé »

Rouge congo, lumière polarisée pour confirmer

Thioflavine T, lumière UV

Rouge congo, lumière non polarisée

L’amylose apparait en rose

Amylose cardiaque

Coloration Violet de Paris

vaisseaux

Amylose: colorations

Coloration de rouge congo => biréfringeance en lumière

polarisée (vert pomme)

Amylose: colorations

Amylose rénale => coloration rouge congo et

polarisation

Sinusoïdes hépatiques

x10

Amylose hépatique : Aspect Microscopique

Dépôts amorphes diffus,

« effaçant » le foie

Dépôts vasculaires

importants

x10

Amylose hépatique : Aspect Microscopique

Collège Français des Pathologistes, CoPath, Lésions élémentaires des tissus et organes

Différentes entités cliniques Ici les principales:

Principales causes à connaitre ; causes reprises dans les tableaux suivants

Classement: localisé/généralisé – type de protéine – héréditaire ou non

Amylose – les formes principales en fonction de la

protéine amyloïde

Collège Français des Pathologistes, CoPath, Cycle 2, ECN 2013

Amylose – formes généralisées les plus fréquentes

Amylose: différentes protéines (> 20)

Protéine normale Protéine amyloïde

Chaîne légère Ig AL

Chaîne lourde Ig AH

Aposérum AA

A b2M (molécule HLA I)

Transthyrétine

bAPP (cerveau)

PrPc (cerveau)

AA

b2 microglobuline

ATTR

bA4 (alzheimer)

PrPsc (maladies à prion)

Donc le type d’amylose (protéine d’origine) peut être déterminé

par immunohistochimie si l’anticorps est disponible

Amylose: différentes protéines (> 20) beaucoup plus complexe...

Typage en immunohistochimie de la protéine responsable des dépôts

amyloïdes, permet de mieux caractériser les dépôts

-Anticorps spécifiques

- anti- protéine AA (ou SAA)

Ici (photo) positivité sur les dépôts

notamment périvasculaires

- anti-chaîne légère (kappa, lambda)

- anti-transthyrétine

- Anti-beta2microglobuline

L’amylose, points essentiels

• Le typage de l’amylose peut se faire sur immunohistochimie

•Aspect macroscopique et microscopique (dépôt extracellulaire éosinophile, parois vasculaires++)

•Biopsies de site préférentiel, accessible++: rectale profonde et BGSA (biopsie de glandes salivaires

accessoires)

Pathologie des pigments

1- Fer

2- Bile

3- Autres: mélanine

Pathologie du fer

Hémosidérose

Obj: savoir définir l’hémosidérose.

Connaître l’hémochromatose: ses

aspects macroscopique et

microscopique (colorations).

Collège Français des Pathologistes, CoPath, Cycle 2, ECN 2013

En bref • Hémosidérine :

Pigment brun-jaunâtre dérivé du FER d’origine sanguine fait

d'agrégats de ferritine

• Hémosidérose :

– C’est l’accumulation d'hémosidérine dans un tissu

– Localisée ou diffuse, primitive ou secondaire

Hémosidéroses localisées post-hémorragiques :

* les thromboses, les cicatrices post-hémorragiques sont tatouées

de grains d’hémosidérine.

Les hémosidéroses généralisées :

1 Les hémosidéroses généralisées secondaires :

après transfusions répétées, anémies hémolytiques…

foie : hémosidérine surtout dans cellules de Kupffer, sans fibrose

2 L’hémosidérose généralisée primitive ou hémochromatose:

-maladie héréditaire à transmission autosomique récessive à pénétrance

incomplète, par absorption excessive du fer par le tube digestif

-liée à mutation du gène HFE (type 1; mutation C282Y)

-fréquente (0,2 à 0,8% de la population)

-la surcharge en fer est progressive

Foie

sidérose massive et diffuse des hépatocytes, fibrose qui aboutit à une cirrhose

micronodulaire et risque de développer un carcinome hépatocellulaire

Pancréas

sidérose des acini et des îlots de Langerhans ; fibrose mutilante. Apparition d’un

diabète insulino-dépendant.

+ myocarde (troubles de la conduction, insuffisance cardiaque), peau

et muqueuses (tâches, mélanodermie), glandes endocrines (diabète,

insuffisance gonadique), os (ostéoporose)

Diagnostic de l'hémochromatose : clinique, anomalies biologiques (évaluation

de la surcharge en fer par ferritinémie, coefficient de saturation de la

transferrine), recherche mutation C282Y (ou H63D) homozygote, biopsie

hépatique avec dosage du fer intrahépatique.

Hepcidine, hormone clé: régule l’absorption intestinale du fer (si HFE mutée,

insuffisance de sécrétion d’hepcidine et hyperabsorption non régulée du fer)

Hémochromatose: atteinte polyviscérale

Hémochromatose

Foie

Fer en histologie

Mise en évidence histologique :

•sans coloration spéciale, les amas d’hémosidérine suffisamment

volumineux sont visibles sous l’aspect de granulations brun-ocre.

•des réactions très sensibles et très spécifiques permettent de colorer le

fer ionisé (coloration de Perls: coloration bleue)

La ponction-biopsie hépatique :

•Confirme et quantifie la surcharge en fer (Perls)

•Recherche la fibrose, une cirrhose (trichrome, rouge sirius)

•En cas de cirrhose, risque de carcinome hépatocellulaire

Hémochromatose

Foie

Coloration de Perls

Coloration hématéine éosine

Granulations hépatocytaires,

ocre de taille variable - HES

Granulations bleues au pôle

canaliculaire des hépatocytes - Perls

Images PR JY Scoazec

Hémochromatose - pancréas

• Hémochromatoses héréditaires

– (Type 1 lié au gène HFE)

– Types 2A, 2B, 3 et 4, non liés au gène HFE

• Hémochromatoses néonatales, par alloimmunisation

• Hémosidéroses secondaires associées à des maladies systémiques :

– Transfusions

– Maladies du globule rouge (hémolyse…)

– Anémie des maladies chroniques

• Hémosidéroses associées aux hépatopathies

– Alcool, hépatite virale C ou NASH

• Absorption alimentaire exagérée en fer

Modern Pathology (2007) 20, S31–S39

Autres surcharges hépatiques en fer

Pathologie des pigments biliaires

Cholestase

• Causes

– Obstacle sur les voies biliaires (lithiase, tumeur) ou

atteinte hépatocytaire (toxique, virale), hémolyse,

maladie de Gilbert

• Définition

– Cholestase histologique: accumulation visible de bile

dans le tissu hépatique

– Physiopathologie

1 : hémolyse: apport accru

2 : maladie de Gilbert: trouble de la conjugaison

3 : obstacle voie biliaire, hépatite: trouble de l’excrétion Exemples :

Bile (cholestase)

Cholestase histologique

• Définition:

– Accumulation visible de bile dans le tissu hépatique

• Macroscopie :

– Coloration verte du foie

• Histologie

– Amas de bile dans les hépatocytes ou dans les canalicules

inter-hépatocytaires, de couleur brun-verdâtre sur la

coloration par HES

– Vert sur la coloration de Perls

Cholestase

Pathologie du calcium

Calcifications

• Dépôts anormaux de calcium dans les tissus; 2 mécanismes: – Calcifications dystrophiques (tissus lésés, nécrosés, inflammatoires, calcémie

normale)

– Calcifications en tissus sains en cas d’élévation anormale de la calcémie

• Macroscopie : – Induration, couleur blanchâtre, opaque (Rx), pierreuse

• Histologie : – À l’hématéine-éosine : dépôts denses, amorphes ou finement granulaires,

bleu-noir ou violacés

– Extra-cellulaires, plus rarement intra-cellulaires

– Réaction à corps étrangers

– Coloration de Von Kossa, rouge d’Alizarine

Calcifications valvulaires aortiques, dystrophiques

Calcifications dans l’athérosclérose

QUIZ rappels

QUIZ 1

• Comment s’appelle cette pathologie métabolique de surcharge touchant le foie? QS: 35

•A- Amylose •B- Stéatose •C- Hémochromatose •D- Cirrhose •E- Gangliosidose

qw

Stéatose (ici mixte macro et microvésiculaire) hépatocytaire

• Quelle est la substance qui s’accumule? QS: 916

•A- Cholestérol •B- Sphingomyéline •C- Triglycérides •D- Protéine amyloïde •E- Glycogène •Comment peut-on confirmer la stéatose en microscopie optique? QS: 319

•A- Coloration de Perls •B- Coloration de l’HES •C- Coloration de Von Kossa •D- Coloration de l’Oil-red-O •E- Coloration du Rouge Congo

Stéatose

wy

jl

Stéatose

Coloration Oil red O sur coupe congelée

Triglycérides

QUIZ 2

• Comment s’appelle cette pathologie métabolique de surcharge touchant le foie? QS: 234

•A- Amylose •B- Stéatose •C- Hémochromatose •D- Cholestase •E- Gangliosidose

qy

Hémochromatose

• Quelle est la substance qui s’accumule? QS: 841

•A- Hémosidérine •B- Sphingomyéline •C- Calcium •D- Protéine amyloïde •E- Bile

•Par quelle coloration peut-on la caractériser en microscopie optique? 820

•A- Coloration de Perls •B- Coloration de l’HES •C- Coloration de Von Kossa •D- Coloration de l’Oil-red-O •E- Coloration du Rouge Congo

Hémochromatose

gn

cg

Hémochromatose

Coloration de Perls

Fer

QUIZ 3

• Quel est le site principal des dépôts d’amylose dans un tissu ? QS: 575

• A- Cellules épithéliales • B- Cellules musculaires striées • C- Parois vasculaires • D- Macrophages • E- Tissu nerveux

fj

Quel est le site principal des dépôts d’amylose dans un tissu ?

Réponse: les parois vasculaires

Amylose rénale: vaisseaux glomérulaires (flèches = glomérules)

Amylose dans 2 vaisseaux de sous-muqueuse digestive

• L’aspect en coloration standard est-il suffisant pour conclure à une amylose ? QS: 922

zv

Non: confirmer par une coloration spéciale+++ Laquelle est illustrée ici? Comment la décrivez-vous?

Rouge Congo

Biréfringence ou dichroïsme jaune-vert en lumière polarisée

Non: confirmer par colorations spéciales Laquelle est illustrée ici? Comment la décrivez-vous?

QUIZ 4

Observation-Quizz

• 50 ans, diabète 2, -10Kgs

• Hématémèse et méléna

• Lésion bourgeonnante non ulcérée de 3 cm de

diamètre, sur la petite courbure antrale, siège

d'un suintement hémorragique diffus

• Biopsies

AL Pelletier et al, Gastroentérologie Clinique et Biologique Vol 31, N° 3 - 2007

Coloration HE. En profondeur dans la muqueuse

gastrique, présence d’un dépôt interstitiel éosinophile

acellulaire (*). Muqueuse par ailleurs sensiblement

normale.

*

*

*

*

*

*

*

Coloration HE. En profondeur dans la muqueuse

gastrique, présence d’un dépôt interstitiel

éosinophile acellulaire (*)

Quelle est votre hypothèse diagnostique?

LUMIERE

*

*

*

Vous confirmez avec cette coloration.

Quelle est-elle?

*

*

*

Coloration du rouge congo, ici sans

lumière polarisée, qui colore (coloration

éosinophile) les dépôts de substance

amyloïde (*).

Rouge congo: la

localisation est ici

« interstitielle » en

profondeur de la

muqueuse

*

*

*

Rouge congo lumière polarisée

Des parois vasculaires sont aussi infiltrées

Immunohistochimie, anticorps anti SAA: négatif

Révélation d'une amylose par une

atteinte gastrique très importante

« pseudo-tumorale »

• Découverte de:

– protéinurie de Bence-Jones à 4,4 g/L de

type chaîne légère kappa

– Le myélogramme comportait 21 % de

plasmocytes de grande taille

• Diagnostic: myélome et amylose AL

avec atteinte digestive et cardiaque.

AL Pelletier et al, Gastroentérologie Clinique et Biologique Vol 31, N° 3 - 2007

RAPPEL: Biopsie rectale: aspect plus « classique » avec atteinte des parois vasculaires de la sous-muqueuse (biopsie profonde)

Coloration par le rouge Congo

Dépôts amorphes positifs à la coloration par le rouge Congo dans la paroi des vaisseaux de la sous muqueuse

Biréfringence ou dichroïsme jaune-vert en lumière polarisée

muqueuse

Sous-muqueuse

Autre cas: patient diabétique et insuffisant rénal ayant une

amylose AA: biopsies rectales

Vaisseaux Musculaire muqueuse

infiltrée

IHC SAA++

Dépôts diffus au rouge

congo

FIN

Les autres colorations de l’amylose

- Rouge Congo : rouge brique + biréfringence en lumière

polarisée

- Violet de Paris : métachromasie rose groseille du colorant violet

- Thioflavine T : fluorescence verte en lumière Ultra Violette

Mise en évidence de substances

exogènes ou endogènes

Bilirubine : Coloration de Perls (vert)

Mélanine : Coloration de Fontana

Fer : Coloration de Perls (bleu)

Calcium : Coloration de Von Kossa

Mécanisme de formation et de dépôt de fibrilles AA

Etiologie des stéatoses microvacuolaires

. Médicaments (valproate, antibiotiques..)

. Syndrôme de Reye

. Stéatose aigue gravidique

Collège Français des Pathologistes, CoPath, Lésions élémentaires des tissus et organes