MÉMOIRES DU MUSÉUM NATIONAL D’HISTOIRE NATURELLE

Série A, Tome LXII

LES MÉCANISMES DE RÉGULATION DE L’IODURÉMIE

ET LEUR CONTROLE ENDOCRINIEN

CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

par

Jacques LELOUP

Laboratoire de Physiologie générale et comparée du Muséum d'Histoire Naturelle;

Laboratoire d'Endocrinologie comparée associé au C.N.R.S.

7, rue Cuvier, Paris (5 e )

SOMMAIRE

INTRODUCTION . 1

MATÉRIEL ET MÉTHODES. 5

I. Espèces utilisées. 5

II. Techniques utilisées. 5

A. Techniques biologiques. 5

B. Techniques physico-chimiques . 6

III. Abréviations . 7

IV. Expression des résultats. 7

Première partie

TRANSPORT BRANCHIAL D'IODURE

Chapitre I. — MISE EN ÉVIDENCE ET MESURE DE L’ABSORPTION D’IODURE 8

I. Choix d’un protocole expérimental. 8

II. Cinétique de l’absorption d’iodure. 10

III. Flux quantitatif d’entrée d’iodure. 12

IV. Conclusions . 14

Chapitre II. — MISE EN ÉVIDENCE D’UN TRANSPORT BRANCHIAL D’IODURE 15

I. Protocole expérimental. 15

II. Résultats.

A. In vivo . 15

B. In vitro . 17

III. Discussion . 17

IV. Conclusions . 19

Source : MNHN, Paris

VI JACQUES LELOUP

Chapitre III. — CARACTÉRISTIQUES DU TRANSPORT BRANCHIAL D’IODURE 20

I. Nature de l’iode concentré dans la branchie. 20

II. Influence de divers facteurs physico-chimiques. 20

A. Composition ionique du milieu . 20

B. pH. . 21

C. Température . 22

III. Nature du transport. 23

A. Gradient électrochimique . 23

1. Gradient chimique . 23

2. Gradient électrique. 24

B. Activité métabolique et source d'énergie . 24

C. Comparaison du transport branchial et du transport thyroïdien de l'ion I~.. 25

1. Action de divers anions et antithyroïdiens. 26

2. Action de l’ouabaïne et des ions Na+ et K + . 28

3. Saturation du mécanisme par l'iodure. 28

D. Comparaison du transport branchial de I~ et du transport d'autres halogènes :

Cl~ et Br~ . 30

1. Action de l’ion HC0 3 ~. 30

2. Influence d’un inhibiteur de Fanhydrase carbonique : l’acétazolamide 31

E. Influence de divers facteurs écologiques . 33

1. Influence du changement de salinité du milieu extérieur. 33

2. Influence d’un déséquilibre cationique du milieu. 34

3. Température du milieu extérieur. 36

IV. Discussion. 36

V. Conclusions. 41

Chapitre IV. — ÉTUDE DU MÉCANISME DU TRANSPORT BRANCHIAL D’IODURE 42

I. Mise en évidence d’une oxydation de l’iodure. 42

A. Incubation en anaérobiose en présence de / 2 . 42

B. Influence de la tyrosine . 43

C. Discussion . 44

II. Étude du mécanisme d’oxydation de l’iodure. 44

A. Action de la catalase sur le transport de l'iodure . 44

B. Mise en évidence d'une iodoperoxydase branchiale . 45

C. Discussion . 47

III. Conclusions. 48

Chapitre V. — RÉGULATION DU TRANSPORT BRANCHIAL D’IODURE. 49

I. Étude du contrôle thyroïdien. 49

A. Mise en évidence . 49

B. Sensibilité du transport branchial aux hormones thyroïdiennes . 50

C. Spécificité du contrôle thyroïdien . 52

D. Discussion . 53

II. Mécanisme du contrôle thyroïdien. 53

A. Action sur la synthèse de protéines . 54

B. Action comme activateurs allostériques . 55

C. Action par médiation du 3',5 '-AMP cyclique . 56

D. Discussion . 57

III. Conclusions. 57

Source : MNHN, Paris

RÉCUSATION DE l’iODUREMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE VII

Deuxième Partie

TRANSPORT SANGUIN DES IODURES : L’IODUROPHORINE

Chapitre I. — LIAISON DE L’ION IODURE DANS LE PLASMA DE CERTAINS TÉLÉ¬

OSTÉENS . 58

I. Répartition des iodures dans le sang de divers Téléostéens. 58

A. Protocole expérimental . 58

B. Résultats . 59

C. Discussion . 59

II. Mise en évidence d’une liaison de l’ion I - dans le plasma de Saumon et de Truite. . 60

A. Hématies lavées . 60

B. Dialyse d'équilibre de plasma . 60

C. Discussion . 61

III. Répartition zoologique du facteur de liaison de l’ion I - . 63

IV. Conclusions. 63

Chapitre IL — ÉTUDE DU FACTEUR PLASMATIQUE DE LIAISON DE L’ION I- :

L’IODUROPHORINE. 64

I. Nature du facteur de liaison. 64

A. Précipitation des protéines par un sel neutre . 64

B. Électrophorèse sur papier . 64

C. Filtration sur gel de dextrane . 65

D. Discussion . 67

II. Caractéristiques de la liaison iodurophorine - iodure. 68

A. Influence de facteurs physico-chimiques . 68

1. Effet de la température. 69

2. Effet du pH. 69

3. Effet de la concentration en iodure. 69

4. Effet de divers anions ou antithyroïdiens. 71

5. Effet de l’acétylation de l’iodurophorine. 72

B. Mesure de la constante d'association . 73

1. Traitement mathématique et protocole expérimental. 73

2. Résultats. 75

C. Discussion . 75

1. Nombre d’ions liés. 76

2. Affinité de l’ioduropborine. 76

3. Nature des sites de liaison. 77

III. Conclusions. 79

Chapitre III. — ÉTUDE PHYSIOLOGIQUE DE L’IODUROPHORINE. 80

I. Variations physiologiques de la liaison de l’ion I - . 80

A. Saumon . 80

B. Truite . 81

C. Muge . 81

D. Discussion . 82

II. Signification physiologique de la liaison de l’ion I - . 83

A. Iodurophorine et iodurémie totale . 84

B. Influence de Viodurophorine sur la distribution de l'iodure . 84

1. Tissus ne concentrant pas l’ion I - . 84

o. Répartition tissulaire de I - . 84

b. Espace iodure. 85

2. Tissus concentrant l’ion I - . 86

C. Influence de Viodurophorine sur l'absorption des iodures . 86

D. Influence de Viodurophorine sur l'excrétion des iodures . 87

Source : MNHN, Paris

VIII

JACQUES LELOUP

1. Saumon. 87

2. Truite . 87

E. Discussion . 88

III. Régulation de l’iodurophorine. 90

A. Contrôle thyroïdien . 90

1. Stimulation thyroïdienne. 90

a. Endogène. 90

b. Exogène . 91

2. Inhibition thyroïdienne et compensation par la thyroxine. 91

B. Contrôle somatotrope . 92

C. Discussion . 93

IV. Conclusions. 94

CONCLUSIONS GÉNÉRALES . 95

BIBLIOGRAPHIE. 99

Source : MNHN, Paris

INTRODUCTION

L’iode est un constituant essentiel des hormones thyroïdiennes, lesquelles conditionnent la

croissance et le développement des Téléostéens (La Roche et al., 1966; Norris, 1966) comme celui

des autres Vertébrés. Il doit être présent en quantité suffisante dans le régime alimentaire pour

assurer^ un fonctionnement thyroïdien harmonieux, la déficience en iode se traduisant par les goîtres

observés dans toutes les classes de Vertébrés (Schlumberger, 1955). Cependant, chez les Vertébrés

aquatiques, les poissons par exemple, le milieu extérieur représente une source potentielle d’iodure.

Les Téléosteens marins vivent dans un milieu riche en iode (50 p.g par litre en moyenne) et boivent

une quantité notable d’eau de mer qui leur apporte l’iode indispensable. Les Téléostéens d’eau

douce, au contraire, vivent dans un milieu pauvre en iode et ingèrent des quantités d’eau nettement

plus faibles qu’en milieu marin (Potts et Evans, 1967; Potts et als., 1967; Evans, 1967; Maetz

et Skadhauge, 1968). 11 en résulte qu’un mécanisme actif d’absorption de l’iodure du milieu exté¬

rieur paraît nécessaire chez ces espèces, non seulement pendant les périodes de jeûne physiolo¬

gique, parfois fort longues chez certains Téléostéens migrateurs, mais aussi sans doute en dehors

de celles-ci, par suite de la pauvreté en iode de l’alimentation.

Un transport branchial actif concernant principalement Na + et Cl - est bien démontré chez

les Téléostéens d’eau douce (Krogii, 1939; Meyer, 1948, 1951; Maetz, 1964). D’après Krogh

(1938), dont la conclusion est reprise dans une monographie récente (Potts et Parry, 1964), ce

mécanisme de transport ne distingue pas l’ion Br - de l’ion Cl“, mais la branchie est pratiquement

imperméable à l’ion I~. Cependant, l’examen du protocole expérimental adopté par Krogh, par

suite des nécessités techniques de l’époque (absence d’isotopes radioactifs de l’iode, méthodes de

dosage d’iode peu sensibles) conduit à invalider sa conclusion relative à l’ion I~. L’auteur danois

met en effet des Cyprins dans une solution d’iodure d’une concentration telle, 10 _4 M (plusieurs

milliers de fois supérieure à celle de l’eau douce et à l’ioduréinie du Cyprin (Tableau 1) qu’il était

impossible de mettre en évidence une absorption active de cet ion. En fait, la réalité d’une origine

non alimentaire d’iodure chez les Téléostéens d’eau douce découle implicitement du niveau de

leur iodurémie, spécialement dans certaines conditions physiologiques.

L’iodurémie des Téléostéens d’eau douce (Tableau 1) varie considérablement selon les espèces.

Tous les Cypriniformcs étudiés ont une iodurémie faible, de 0,5 à 3,7 pg p. 100 ml en moyenne,

donc du même ordre de grandeur que celle d’autres poissons d’eau douce (Cyclostomes, Holostéens,

Chondrostéens, Dipneustes), des Amphibiens (Necturus excepté), des Oiseaux ou des Mammifères

(Tableau 2). Des valeurs nettement plus élevées sont obtenues chez l’Anguille (Tableau 1) dont

l’iodurémie peut dépasser celle des Téléostéens marins appartenant au même ordre des Anguilli-

formes : le Congre et la Murène (Tableau 2). Enfin, l’iodurémie des Clupéiformes est généralement

importante et peut atteindre des valeurs considérables (jusqu’à plus de 2 mg) chez trois Téléostéens

migrateurs amphibiotiques potamotoques (Alose, Saumon et Truite de mer) pêchés lors de leur

montée reproductrice (Tableau 1).

Sans doute faut-il considérer que la teneur en iode du régime alimentaire influence, comme

chez les Mammifères ou les Oiseaux (Tableau 2), le niveau de l’iodurémie des Téléostéens. Ainsi

celle-ci est considérablement augmentée chez des Truites ou des Saumons recevant un régime

riche en iode (Tableau 1). Il n’apparaît pas cependant que l’intervention de ce facteur puisse rendre

compte de toutes les variations interspécifiques de l’iodurémie des Téléostéens d’eau douce, ni de

toutes les variations intraspécifiques, lesquelles peuvent être importantes (cf. limites de variation,

Tableau 1). En effet, la plupart des valeurs du Tableau 1 sont obtenues sur des poissons jeûnant

depuis au moins une semaine (Brochet, Cypriniformcs) ou un temps supérieur, jusqu’à plusieurs

mois (Anguille). En outre, si la richesse en iode du milieu marin, où ils ont séjourné longtemps,

est très probablement à l’origine des iodurémies très élevées mesurées chez les migrateurs pota¬

motoques lors de leur montée reproductrice, et de la différence importante observée entre le Saumon

de montée et le jeune Saumon (Tableau 1), il n’en demeure pas moins que ces iodurémies :

a) Dépassent celles mesurées chez tous les Vertébrés, notamment les poissons strictement

marins (Fontaine et Leloup, 1952);

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

Tableau 1

Iodurémie des Téléostéens en eau douce

CLUPÉIFORMES

Alose (Alosa alosa L.) [12]*.

Saumon (Salmo salar L.) [6].

- - [S].

- ~ U].

— [9].

- - [6].

— [39].

Saumon (Oncorhynchus tschawytscha

Walbaum).

Truite arc-en-ciel (Salmo gairdneri Rich.).

----- [9]

Truite commune (Salmo fario L.) [5]-

Truite de mer (Salmo trutta L.) [5].

— — (Salmo gairdneri Rich.).

Corégone (Coregonus clupeaformis) .

Brochet (Esox lucius L.) [2].

CYPRINIFORMES

Carpe (Cyprinus carpio L.) [9].

Tanche (Tinta tinca L.) [1].

Poisson rouge (Carassius auratus L.) [9]..

Gardon (Gardonus rutilas L.) [1].

Brême (Abramis brama L.) [1].

Poisson-chat (Ameiurus nebulosus Les) [1].

ANGUILLIFORMES

Anguilla (Anguilla anguilla L.) [48J.

Condition

(itgMOOml)

Montée reproductrice.

591 (134-2244)**

1,2

Parr (hiver).

3.4

Parr-smolt.

2 (1,0-2,3)***

4,5

Parr-smolt (régime riche en iode). .

45***

Smolt en migration.

28,3 (16,5-40,5)***

3,4

Smolt en stabulation.

6,5 (2,3-11,4)***

Montée reproductrice.

84,3 (19,7-228)

Frayères (Eau : 0,45 pg I p. L). . .

12,6 (2,1-34,6)

Montée reproductrice (fin mai)....

10,3

Frayères (mi-septembre).

(Eau : 0,25 pg I- p. L). . .

4,3

Régime pauvre en iode.

7,3(1,2-11)

Régime riche en iode.

78,3 (34-141,3)

Régime riche en iode.

26,6 (5,3-72,5)

Jeûne : 1 mois (Eau : 10 pg I- p. L).

392 | 50

Eau (0,45 pg I p. 1.).

4,9 (1,5-11)

Montée reproductrice.

306 (107-597)

2,11

Frayères.

(Eau : 0,30 pg I- p. 1.).

Jeûne>l semaine.

17 (14,4-19,5)

Jeûner 1 semaine.

2,1 (0,9-3)

_ _

3,7

— —

3,3 (1,8-5,7)

— _

0,9***

0,5***

~ — .

0,6***

Jeûne > 2 semaines.

19,5 (2-71)

5,15

* Nombre de déterminations.

** Limites de variation.

*** Valeurs obtenues sur des mélanges de plasma.

RÉFÉRENCES

1. Fontaine et Leloup, 1950 a. — 2. Leloup et Fontaine, 1960. — 3. Fontaine et Leloup, 1950 c. — 4. Fontaine

et al., 1952. — 5. Leloup, résultats inédits. — 6. Fontaine et Leloup, 1962. — 7. La Roche et al., 1963. — 8. La Roche

et al., 1965. — 9. Fontaine et Leloup, 1959. — 10. Hunn et Reineke, 1964. — 11. Fontaine et Leloup, 1952. _

12. Robertson et Chaney, 1953. — 13. Hickman, 1962. — 14. Leloup et Erchinger, résultats inédits. — 15. Leloup

1958 b.

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’iODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

Tableau 2

loti urémie des Vertébrés (Téléostéens d’eau douce exceptés)

CYCLOSTOMES

Lamproie marine (Pelromyzon mari nu s L.) [14]*.

SÉLACIENS

Petite Roussette (Scyliorhinus canicula L.)[18]. .

Grande Roussette (Scyllium stellare L.) [1].

Raie (Raia miralelus L.) [1].

Torpille (Torpédo marmorala RISSO) [16].

CHONDROSTÉENS

Esturgeon (Acipenser oxyrhynchus) [7].

Esturgeon (Acipenser fulvescens) [2].

HOLOSTÉENS

Lepisoslé (Lepidosteus osseus) [3].

TÉLÉOSTÉENS (Marins)

Murène (Murena helena L.) [8].

Congre (Longer ronger L.) [7].

Muge (Mugit auratus RISSO) [8].

Chincbard (Trarhurus trachurus I,.) [2].

Rouget de roche (Mullus surmuletus L.) [2] . . . .

Sargue (Diplodus sargus /,.) [1].

Saupe (lloops salpa L.) [IJ . .

Denté (Denlex dentex L) (2)..

Marbré (l'agellus mormyrus C.V.) [1].

Labre (lAtbrus berggylta Asc.) [3].

Uranoscope (Uranosropus scaber L.) |1].

Maquereau (Scomber scombrus L.) [1].

Hascasse (Scorpoena serofa L.) [1].

Rascasse (Scorpoena portas L.) [4].

Plie ( Pleuronectes platessa L.) [1].

Flet (Platichthys stellatusj (Eau _j_ saumâtre)..

DIPNEUSTES

Protoptère ( Protopterus annectens OWEN).

AMPHIBIENS

Grenouille (Pana pipiens) (1).

Triton (Taricha torosa) [2].

Salamandre (Amphiuma tridactylum) [7].

Salamandre (Necturus maculosus) [10].

OISEAUX

Pigeon ramier (Columba palumbus) .

Palombe migratrice (Columba palumbus) .

Pigeon domestique (Columba livia) .

Poulet (régime pauvre en iode) [51].

Poulet (régime riche en iode) [34].

MAMMIFÈRES

Castor [1].

Chien [1].

Lapin [3].

Rat (régime pauvre en iode) [11].

Rat (régime riche en iode) [34].

Homme .

2,5 (0,8-4,7)**

20,1 (2,9-94)

3.4

0,9

5.5 (0,35-16)

3,8 (1,5-6,45)

1,15 (0,8-1,5)

2,27 (0,47-4,15)

14,6 (5,9-29,6)

17.4 (3,1-51,8)

35.8 (11,6-79,5)

40,2***

2,15 (2,1-2,2)***

6 , 1 ***

2,7

11.4 (6,6-16,2)

24,3***

25.4 (16,4-41,0)

25,3

27,2***

46,1

17.9 (14,1-23,9)***

85,5***

0,7-95

3,2 (2-4,6)

0,7***

Non dosable

65 (58-71)

2,43

2,23

1,78

0,20 ± 0,20

0,22 ± 0.12

1,2 ( 0 , 8 - 2 )

0,7 ± 0,3

3,8 ± 0,3

0,5 (0,1-1)

il)

* Nombre de déterminations.

** Limites de variation.

*** Valeurs obtenues sur des mélanges de plasmas.

1. Fontaine et Leloup, 1950 b. — 2. Leloup, Résultats inédits. — 3. Leloup et Fontaine, 1960. — 4. Leloup,

1949 a. — 5. Leloup, 1949 b. — 6. Leloup et Oltvereau, 1950. — 7. Hickman, 1962. — 8. Leloup, 1958 a. — 9. Meis-

ner, 1962. — 10. Kerkof et al., 1963. — 11. Poivilliers de la Quérière, 1960. — 12. Rosenberg et al., 1964. — 13. Kel-

sey cl al., 1960. — 14. Lachiver et Leloup, 1949. — 15. Wagner et al., 1961.

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

b) Sont obtenues sur des poissons pêchés en eau douce, à 30 km de l’embouchure, et en état

de jeûne physiologique depuis quelque temps;

c) Peuvent être plusieurs milliers de fois supérieures à la concentration en iodure du milieu

extérieur.

Une estimation précise du rapport de concentration en I , milieu intérieur/milieu extérieur

a pu être faite dans quelques cas. Ce rapport peut atteindre 3 000 chez des Corégones et varie au

cours de l’année (Hickman, 1962). Bien que ces poissons soient saignés dès la capture, il semble

invraisemblable, comme le souligne Hickman, que la nourriture puisse apporter de telles quantités

d’iode. Chez la Truite arc-en-ciel, à jeun depuis près d’un mois, mais séjournant dans une eau enrichie

en iodure (10 pg par litre), le rapport atteint 400, d'après les données de IIunn et Reineke (1964).

Le cas du Saumon est encore plus démonstratif à cet égard puisque ce Téléostéens subit, lors de

sa montée reproductrice, un jeûne prolongé. Ainsi, l’iodurémie moyenne du Saumon atlantique,

qui est de 84 pg au début de la montée, est encore de 13 pg sur les frayères, après environ 8 mois

de jeûne (Fontaine et Leloup, 1962) soit en moyenne 300 fois la teneur du milieu extérieur

(Tableau 1). De même, chez le Saumon du Pacifique, Oncorhynchus tschawylscha, l’iodurémie,

10,3 pg lors de la montée, s’abaisse en trois mois et demi de jeûne, à 4,3 pg (La Roche et al., 1963),

soit encore 170 fois la concentration en iodure de l’eau (Tableau 1).

De tels rapports de concentration impliquent, chez ces Téléostéens, un (ou des) mécanisme (s)

d’absorption active de l’ion 1“ du milieu extérieur, associé (s) ou non à un (ou des) mécanisme (s)

de rétention de celui-ci. En outre, les variations inter- et intraspécifiqucH de l’iodurémie, signalées

plus haut, indiquent, d’une part, que le nombre et (ou) l’efficience de ces mécanismes peuvent

différer selon les espèces, d’autre part, que leur efficience, pour une espèce donnée, doit être fonction

de l’état physiologique du poisson.

L’objet de ce travail est donc la mise en évidence et l’étude des caractéristiques et de la régu¬

lation physiologique de ce (ou ces) mécanisme (s) d’absorption et éventuellement de rétention

de l’ion iodure chez les Téléostéens en eau douce.

Source : MNHN, Paris

MATÉRIEL ET MÉTHODES

I. ESPÈCES UTILISÉES

Cette étude a été réalisée essentiellement sur quatre espèces de Téléostéens : le Saumon

atlantique (Salmo salar L.), la Truite arc-en-ciel (Salmo gairdneri RICH.), l’Anguille européenne

(Anguilla anguilla L.) et la Carpe (Cyprinus carpio L.). De nombreuses autres espèces de Téléos-

teens ont cependant été utilisées, à titre de comparaison, ainsi que des espèces appartenant à l’ordre

des Cyclostomes et à d’autres classes ou ordres de Poissons : Elasmobranches, Chondrostéens,

Holostéens, Dipneustes.

Tous les Saumons pi

différents stades étudiés.

tiennent du bassin de l'Adour. Nous décrirons brièvement le cycle vital de cette espèce et les

Le jeune Saumon sédentaire, parr >, né en eau douce, dont la robe se rapproche de celle de la Truite, subit au

printemps, généralement à l’âge d'un an, moins souvent à 2 ans, et très rarement à 3 ans (Vibert, 1950), une transformation

physiologique, la smoltification, laquelle se manifeste extérieurement par un allongement du poisson, une argenture du

corps (dépôt do guanine sur les écailles) et une pigmentation des nageoires. Ce smolt, nageant en pleine eau, est entraîné

par les crues printanières vers la mer (migration catadrome). Cependant, avant la smoltification, un certain nombre de

parrs (J deviennent sexuellement mûrs en hiver et participent, sur les frayères, à la fécondation des œufs (cycle paedo-

genetique). Après un à quatre ans de séjour en mer, le Saumon, dont la croissance a été très active, entreprend sa migration

de reproduction en remontant sa rivière natale (Saumon de montée). La maturation génitale demande 3 à 11-12 mois

pendant lesquels le poisson reste à jeun (jeûne synchonique). Après la reproduction, en décembre (Saumons de frayères),

la plupart des Saumons meurent. Cependant, quelques-uns, moins de 10 p. 100, (Jones, 1959), ayant revêtu une livrée

argentée rappelant celle du smolt, les mendeds, entreprennent, au printemps suivant la fraye, une nouvelle migration cata¬

drome suivie, après le séjour maritime, d’une deuxième migration reproductrice.

Les jeunes Saumons utilisés pèsent généralement moins de 60 g et se répartissent en quatre groupes :

a) Parrs d'hiver (décembre-janvier), mûrs capturés sur les frayères, à Oloron-Sainte-Marie, à environ 100 km

b) Parrs de printemps, pêchés en hiver comme le groupe précédent et gardés jusqu’en mars-avril dans un étang

(Lees-Athas),

c) Parrs smoltifiés, de meme origine et gardés dans le même étang que les parrs de printemps jusqu'en mars-avril,

mais ayant revêtu la livrée du smolt,

j *0 Smolts pêchés, en mars-avril, dans le Gave d'Oloron (Sordes) à 35 km de la mer, pendant leur migration cata-

Lcs Saumons adultes (2 à 10 kg) sont capturés en mars-avril (montée) dans les Gaves Réunis, à Peyrehorade, à

30 km de l’embouchure, à Sordes en février-avril (mended) et à Oloron (frayères).

, bcs Truites i arc-en-ciel proviennent de diverses piscicultures et tous les autres Téléostéens d’eau douce, de rivières

ou étangs de la région parisienne (Brochet, Carpe, Brême, Gardon, Tanche, Poisson-chat, Lote, Perche soleil, Anguille),

de la Somme ou de la Loire-Atlantique (Anguille), d’Auvergne (Omble-chevalier), du bassin de l’Adour (Truite commune,

Truite de Mer, Alose).

L® 3 espèces marines (Téléostéens ou Elasmobranches) sont pêchées dans l’Atlantique (Biarritz, Arcachon) ou la

Méditerranée (Banyuls, Marseille), les Lamproies marines dans la Loire lors de la montée reproductrice, les Esturgeons et

Lépisosté8 dans la région de Québec 2 et les Protoptères aux environs de Dakar 2 .

II. TECHNIQUES UTILISÉES

A. TECHNIQUES BIOLOGIQUES

1. Prélèvement de sang

Les poissons sont généralement saignés par section de l’aorte dorsale et de la veine caudale en arrière de la région

anale. Cependant, dans le cas des Anguilliformcs (Anguille, Congre, Murène), après immobilisation de l’animal dans un

appareil à contention et incision de la peau et des muscles sous-jacents, dans la région cardiaque, en avant des nageoires

1. La terminologie anglaise est adoptée en l’absence d’une terminologie française adéquate.

H N° us remercions très vivement Monsieur le Professeur Macnin, du Centre de Biologie de Québec, et Messieurs

Beaulieu et Montreuil, de l’Aquarium de Québec, qui ont récolté les échantillons de plasma des Esturgeons et

Lepisostés, et Monsieur le Professeur Monod, membre de l’Institut, qui nous a procuré les Protoptères.

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

pectorales, l’aorte ventrale est disséquée et le sang recueilli après section de cette artère à 1 ou 2 cm du cœur. Dans le cas

des pimpencaux (Anguilles J), le sang est directement obtenu au cœur par section de la tête au niveau du bulbe aortique.

Le plasma est obtenu par centrifugation rapide du sang hépariné.

2. Opérations

L’hypophysectomic de l’Anguille est réalisée d’après la technique de Fontaine et Cai.i.amand, laquelle comporte

une incision de la muqueuse de la voûte palatine, suivie d’un fraisage de celle-ci et d’une aspiration do l’hypophyse au moyen

d’une canule reliée à uge trompe à vide.

L’ablation des corpuscules de Stannius de l’Anguille est effectuée d’après la technique mise au moint par Leloup-

Hatey (1964).

3. Incubations

Les incubations de branchies ou de thyroïde sont réalisées dans un incubateur de type Dubnolf (modèle Jouan)

permettant une agitation régulière du milieu d’incubation.

B. TECHNIQUES PHYSICO-CHIMIQUES

1. Substances marquées

Nous avons utilisé l’iodurc radioactif m I sans entraîneur, (Na I sans réducteur) cl IJ3 I sans entraîneur, fournis par

le Centre d’Études Nucléaires de Saclay.

2. Mesures de radioactivité

La radioactivité des échantillons est mesurée au moyen d’une sonde à scintillation (cristal creux d’iodurc de sodium

activé au thallium) reliée à une échelle automatique de comptage Tracerlab munie d’un spcctromètrc. Dans les expériences

de double marquage, m I interfère dans le comptage de ”‘1 dans une proportion de 14,7 p. 100 du m I présent dans l'échan¬

tillon. Cette interférence est limitée en choisissant des conditions expérimentales telles (par exemple, injection de m I ù

l’animal et ’ 31 I dans le milieu extérieur) que la radioactivité de l’échantillon (tissu) en m I soit considérablement supérieure

à celle de 131 I : la correction due à 131 I représente alors moins de 1 p. 1 000 de la radioactivité de m I et peut cire négligée.

Dans les rares cas où cette interférence dépasse 1 p. 1 000, le facteur de correction de 14,7 p. 100 est appliqué.

La répartition de la radioactivité sur les électrophorégrammes et les chromatograinmos sur papier est mesurée au

moyen d’un tube Geiger (Tracerlab TGC2) par enregistrement automatique (Actigraph Nuclear relié à un intégrateur Tra¬

cerlab) ou par scintillation dans le cristal puits après découpage de la bande de papier en fragments de 1 cm de large.

3. Électrophorèse sur papier

Elle est réalisée à la chambre froide (4°C) en tampon véronal (pH = 8,6, p. - 0,1) au moyen de l’appareil Elec-

troréophor Pflcuger et sur papier Whatman 3 MM, le papier étant suspendu horizontalement dans l’enceinte d’électro-

phorcse. Les protéines sont révélées après mesure de la radioactivité par l’amidoschwartz 10 B (Grassman et Hannig, 1950).

4. Chromatographie sur papier

Elle est effectuée, en phase descendante, sur papier Whatman 1, en n-butanol-acidc acétiquc-eau (78 : 5 : 17) (BAc)

contenant 300 mg par litre d'hyposulfite de sodium ou en n-butanol-éthanol-0,5 N NH,OH (BEA) préparé selon Grasbeck

et al (1960).

5. Filtration de plasma sur gel de dextrane

La colonne de Séphadex G 200, préparée selon Flodin et Killander (1962), a 2 cm de diamètre et 110 cm de haut.

L’élution est réalisée, à 4 °C, par du bicarbonate d’ammonium 0,1 M et le volume de chaque fraction recueillie fixé à 10 ml.

La teneur en protéines de l’effluent est déterminée par mesure de l’absorption à 276 mp. et la position des sels estimée par

mesure de la conductivité.

6. Dosages chimiques

La technique de dosage de l’iodure (Lachiver et Leloup, 1949, 1954. Lachiver, 1956) est basée sur l’action cata¬

lytique de cet halogène dans la réaction d’oxydo-réduction entre l’acide arsénieux et les sels cériques. L’iodure de l’eau

est dosé soit directement, soit après minéralisation. L’iodure du plasma ou de la branchic est séparé de l’iode organique

par traitement avec un volume égal d’acide trichloracétique à 20 p. 100 (plasma) ou par homogénéisation des branchies

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE L’iODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTEENS EN EAU DOUCE 7

dans l’Bcide trichloracétique à 10 p. 100. Après centrifugation, les précipités sont lavés deux fois par 5 volumes d’acide

tnchloracétiquc à 10 p. 100. La teneur en iodure est obtenue soit par dosage sur les liquides surnageants, soit par différence

entre les teneurs en iode total et en iode organique.

La protéinémie est mesurée par la méthode du biuret (Gornaix et al., 1949) et le chlore sanguin par la méthode

de Laudat (1917).

III. ABRÉVIATIONS

Les abréviations suivantes sont utilisées dans le texte : MIT = 3-monoiodotyrosine; DIT = 3,5-diiodotyrosine ;

T3 == 3,5,3'-triiodothyronine ; T4 = thyroxine ; TSH = hormone thyréotrope ; GH = hormone somatotrope ; CBG = trans-

cortine; TBG = a-globuline plasmatique liant la thyroxine; r = coefficient de corrélation; dl = degrés de liberté.

IV. EXPRESSIONS DES RÉSULTATS

Dans les tableaux le nombre d’animaux utilisés est indiqué entre parenthèses pour chaque groupe expérimental.

Les moyennes sont suivies de leur erreur-type et la signification de la différence des moyennes (test t) exprimée par un

ou des astérisques : * : P < 0,05; ** : P < 0,02; *** : P < 0,01 ; **** : P < 0,001.

JACQUES LELOUP

PREMIÈRE PARTIE

TRANSPORT BRANCHIAL D’IODURE

CHAPITRE I

MISE EN ÉVIDENCE ET MESURE DE L’ABSORPTION D’IODURE

Une preuve indirecte de l’absorption d’iodure à partir du milieu extérieur, ches les Téléos-

téens d’eau douce, a été apportée, dès 1910, par Marine et Lenhart qui observent une réduction

du goitre, chez la Truite, après addition de lugol à l’eau. De même, Hamre et Niciiols (1926)

observent une disparition de l’exophtalmie chez des alevins de Truite et Berg et al. (1954) une

régression des tumeurs thyroïdiennes chez Xiphophorus par immersion des poissons dans une eau

enrichie en iodure. Une démonstration directe de l’absorption des iodurcs peut être facilement

obtenue en mesurant la radioactivité des tissus de poissons séjournant dans un bain de 181 I. Dans

de telles conditions, plusieurs auteurs ont mis en évidence, soit par autoradiographie, soit par

comptage, la présence de m I dans la thyroïde (Berg et al., 1954; Hunn, 1963), le sang ou divers

autres tissus (Hunn, 1963). Hunn (1963) a également mesuré la radioactivité corporelle de Truites

et de Cyprins après divers temps d’immersion dans le bain radioactif. Cependant, aucune évaluation

de la quantité d’iodure absorbée chez les poissons n’a jusqu’ici été réalisée. Nous avons donc effectué

une étude cinétique de l’absorption de 131 I chez quatre espèces : Truite arc-en-ciel. Saumon, Anguille

et Carpe, à partir de laquelle le flux d’entrée d’iodure a pu être calculé.

I. CHOIX D’UN PROTOCOLE EXPÉRIMENTAL

Un poisson séjournant dans un aquarium, en eau confinée et adapté à son milieu, peut être

considéré, en principe, relativement aux échanges d’ions poisson-milieu, comme un système fermé

de deux compartiments en état d’équilibre. Dans ces conditions, l’évolution d’un indicateur nuclé¬

aire introduit dans le milieu extérieur se traduira, en fonction du temps, par une diminution de la

concentration de celui-ci dans le milieu externe et son apparition progressive dans le milieu interne.

Théoriquement, les variations des concentrations externe Qj et interne Q 2 suivent deux fonctions

exponentielles respectivement de la forme :

Qi = (Qo — Qeq.) e- Xt + Qen.

Qa = Qcq. (!-«-“)

dans lesquelles :

Q 0 est la concentration initiale de l’indicateur dans le compartiment externe.

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’iODUREMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS

EAU DOUCE

Qeq. et Qeq. I e8 valeurs d’équilibre vers lesquelles tendent les deux courbes pour t — >■ co.

X, la fraction renouvelée dans l’unité de temps (Solomon, 1960; Morel et Maetz, 1961).

Le flux d’entrée peut donc être mesuré, connaissant la concentration de l’isotope stable dans

le compartiment externe, soit en suivant la disparition de l’indicateur du milieu externe, soit en

mesurant son apparition dans le milieu interne.

Dans le cas d’un poisson en eau douce, les échanges ioniques sont relativement peu importants,

de sorte que les variations en fonction du temps de la concentration de l’indicateur dans le milieu

externe seront de faible amplitude et les mesures peu précises. Il est possible d’obvier à cet incon¬

vénient en réduisant la grandeur du compartiment externe à 3 à 5 fois le volume du poisson. Cette

méthode a été proposée et utilisée (Maetz, 1964; Motais, 1967) pour la mesure des échanges d’élec¬

trolytes chez divers Téléostéens; dans ce cas la quantité d’électrolytes du compartiment

externe est petite par rapport à celle du compartiment interne et la concentration

de l’indicateur dans le milieu externe diminue rapidement, les échanges pouvant représenter

jusqu’à 20 p. 100 par heure des électrolytes externes. Cette méthode s’est révélée peu adéquate

dans le cas de l’ion I - comme le montre l’expérience suivante : une Anguille de 90 g est mise dans

500 ml d’eau additionnée de 13l I sans entraîneur. La radioactivité de l’eau mesurée à divers inter¬

valles de temps, au cours d’un jour, diminue seulement d’environ 10 p. 100 en 24 heures traduisant

une absorption très lente. Une précision suffisante des mesures exige donc un temps d’expérimenta¬

tion supérieur à 24 heures et, par conséquent, un séjour prolongé du poisson dans un volume d’eau

restreint, ce qui est peu physiologique.

L’autre solution de l’alternative, la mesure dans le compartiment poisson, implique de suivre

in vivo en fonction du temps, soit la radioactivité totale d’un même poisson, soit celle de son milieu

intérieur ou de sacrifier, à différents intervalles de temps, des groupes de poissons. Les deux pre¬

mières techniques nécessitent des manipulations du poisson susceptibles de perturber son équilibre

physiologique. C’est pourquoi nous avons adopté la dernière technique et suivi l’évolution de la

radioactivité du milieu intérieur.

Si les poissons sont mis dans un volume d’eau plusieurs centaines de fois supérieur à leur

propre volume, la quantité d’iodure dans le compartiment externe est alors très supérieure à celle

du compartiment interne, de sorte que, les échanges étant très lents, la radioactivité spécifique doit

rester pratiquement constante dans le milieu externe au cours de l’expérience. Nous avons vérifié

qu’il en était bien ainsi dans les expériences où le flux d’entrée d’iodure a été mesuré : la radioac¬

tivité de l’eau diminue au maximum de 3 p. 100 et généralement d’un pourcentage plus faible,

même pour des temps d’expérience atteignant 48 heures et la concentration d’iodure stable de cette

eau ne varie pas sensiblement.

Le début de la fonction exponentielle représentant l’absorption d’iodure par le poisson peut

être assimilé à une droite. Les résultats expérimentaux (fig. 1) justifient cette conception et indi¬

quent que le flux sortant radioactif peut être considéré comme négligeable pendant un temps assez

long. Dans ces conditions, le flux d’entrée est une fonction linéaire du temps et il est facile à évaluer.

Soit, en effet :

RAS

cpm I31 I p. litrel

l pg m I p. litre J

la radioactivité spécifique de l’iodure dans l’eau qui est constante.

V, en ml ou en g, l’espace iodure du poisson ou volume apparent de distribution de l’iodure,

c’est-à-dire le volume théorique occupé par l’iodure du compartiment poisson en supposant que sa

concentration, dans l’ensemble de ce compartiment, est identique à celle du plasma.

C, la radioactivité du plasma en cpm par ml ou g au temps t.

La quantité Q d'iodure (en pg) absorbée pendant le temps t (en heures), sera :

Q =

V.C.

RAS

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

v.c

RAS.t

ou par heure :

ou en microéquivalents (p.Eq) par heure : Q = Î^AS^

En réalité, la présence de la thyroïde, qui concentre les iodures circulants, introduit, dans

le système à deux compartiments envisagé ci-dessus, un troisième compartiment. La courbe d'absorp¬

tion n’est plus une exponentielle simple et la valeur théorique d'équilibre n’est pas atteinte. Cepen¬

dant, chez les poissons, la fixation d’iodure dans la thyroïde est relativement lente et nous avons

vérifié, dans les expériences où le flux d’entrée a été évalué, que la radioactivité thyroïdienne,

aux temps choisis pour estimer ce flux, représentait moins de 3 p. 100 de l’iodurc absorbé par le

poisson et pouvait donc être négligée.

En fonction de ces considérations théoriques, nous avons adopté le protocole expérimental

suivant : les poissons, à jeun depuis au moins 48 heures, sont adaptés à un volume d’eau repré¬

sentant au moins 250 fois leur volume, et généralement 5 à 600 fois. 100 à 300 jj.C de 13I I sans

entraîneur sont ajoutés à l’eau et les poissons sacrifiés par lots, après divers temps de séjour. Les

caractéristiques de chaque expérience (époque de l’année, nombre et poids moyen des poissons,

température de l’eau, temps de sacrifice) sont indiquées dans le tableau 3. Les radioactivités du

sang, du plasma et du milieu extérieur sont mesurées aux intervalles de temps choisis. Le volume

d’eau et la radioactivité du milieu étant variables d’une expérience à l’autre, les résultats sont

exprimés, afin de permettre la comparaison, non en coups par minute, mais par le rapport S /M

des concentrations de 131 I dans le sang (S) et dans le milieu (M). Cette formulation n’introduit

pas d’erreur notable puisque, la radioactivité de M restant pratiquement constante, les courbes

du S/M et de la radioactivité du sang en coups par minute sont superposables, pour un même

groupe de poissons, en choisissant des coordonnées adéquates.

L’espace iodure est mesuré pour chaque espèce, après injection de 13I I, à partir de la courbe

d’épuration plasmatique de ce dernier en fonction du temps, qui est une double exponentielle.

En coordonnées semi-logarithmiques la première droite, de pente prononcée, et limitée aux premiers

temps après l’injection, représente la diffusion de l’iodure du plasma vers les liquides interstitiels.

La deuxième droite, de pente plus faible, représente l’épuration de l’iodure par la thyroïde et les

émonctoires. L’extrapolation au temps 0 de cette droite permet de connaître la radioactivité

théorique du plasma au temps initial et, par suite, l’espace iodure. L’exactitude de cette méthode

a été vérifiée sur 10 jeunes Saumons (smolts) en comparant les valeurs obtenues, par extrapolation

au temps 0 de la courbe d’épuration du plasma, d’une part, et par détermination directe de l’espace

iodure sur les mêmes animaux, d’autre part : cette détermination directe est effectuée en mesurant

avec un compteur à scintillation à cristal plein la radioactivité corporelle totale du poisson après

saignée et prélèvement de la thyroïde et en rapportant cette radioactivité, plus la radioactivité

du sang, à celle d’1 g de plasma. Les deux méthodes donnent des résultats en excellent accord •

l’espace iodure représente 20,3 p. 100 du poids corporel par la méthode d’extrapolation et

19,7 p. 100 en moyenne par la méthode directe.

IL CINÉTIQUE DE L’ABSORPTION D’IODURE

L’absorption d’iodure (fig. 1) est proportionnelle au temps d’immersion (courbe pratiquement

linéaire) pendant une période variable selon l’espèce considérée et les conditions de température.

Cette période est d’au moins 24 heures chez la Carpe (séries 1 et 2) et 48 heures chez l’Anguille

(séries 1 et 2). Elle est d’environ 24 heures chez le jeune Saumon (parr et smoh), 12 heures chez

la Truite à 15° (série 1) et de 6 heures au plus chez la Truite à 21° (série 3). L’inflexion précoce

des courbes d’absorption des Salmonidés résulte de la combinaison de deux facteurs : d’une part,

la fixation d’iodure dans la thyroïde est plus rapide chez la Truite ou le jeune Saumon que chez

l’Anguille ou la Carpe, d’autre part, l’excrétion des iodures est plus rapide chez les Salmonidés

que chez l’Anguille (Leloup et Fontaine, 1960). En outre la valeur de ces deux paramètres :

fixation thyroïdienne et excrétion de l31 I, augmente en fonction de la température du milieu

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’IODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

(Leloup et Fontaine, 1960), ce qui explique la cinétique d’absorption des Truites à 21° : maximum

à 24 heures et descente assez rapide ensuite; 13l I fixé dans la thyroïde n’est, en effet, restitué que

lentement au plasma, après avoir suivi le cycle de la biosynthèse et de la sécrétion hormonale.

s /«

Fig. 1. — Cinétique de l’absorption d'iodurc ( 131 I) chez divers Téléostéens d’eau douce. (Ordonnée : S/M : [ lal I] sang/[ 1,l I]

milieu extérieur; le chiffre suivant le nom d’espèce indique le n° de série).

Il existe des variations importantes dans le niveau d’absorption de l3l I entre les divers lots

d’une même espèce (tableau 3, fig. 1). Il n’est pas toujours possible de préciser l’origine de ces

variations par suite de différences dans la provenance des poissons ou dans l’époque de l’expé¬

rience. Cependant, dans les cas où ces facteurs sont identiques, les conclusions suivantes peuvent

être tirées. L’absorption d’iodure varie en fonction :

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUI’

Tableau 3

Absorption d’iodurc chez les Téléostéens en eau douce

Espèce

«*

Tempè-

'poisson.

S/M

m, ,,

131, p»

« s-t

•c

8 h

.6 b

24 b

48 h

72 h

Saumon (parr).

Avril

0,18

0,56

1,36

Saumon (smolt).

Avril

—

0,37

—

1,18

—

2,22

14-15

0,39

0,74

1,05

Mai

59,5

—

2,98

Série 3.

Mai

1,20

—

2,00

—

0,98

C 'ÏL. i.

Nov.

222

0,18

0,98

1,97

Série 2.

Nov.

891

0,06

—

0,42

—

Anguille

Série 1.

Déc.

—

1,86

4.71

Série 2.

Déc.

0,94

Série 3.

Fév.

8.11

Série 4.

37,5

1,37

Série 4.

Mars

45,6

—

0,43

Série 5.

Avril

—

2,00

—

Série 6.

1 tiin

—

2,73

Série 7.

Sept.

14,5

310

—

1,19

1. De l’état physiologique

Le flux d’entrée d’iodure est deux fois plus élevé chez le smoll migrateur que chez le parr

sédentaire dont le métabolisme et le niveau du fonctionnement endocrinien diffèrent considé¬

rablement (voir la revue de Fontaine, 1964 a).

2. De l’âge du poisson

Le flux d’entrée est plus faible chez les grosses Carpes de 900 g (série 2) que chez les jeunes

Carpes de 200 g (série 1).

3. De la température du milieu

Le flux d’entrée est trois fois plus élevé chez l’Anguille adaptée depuis deux semaines à 20°

que chez celle adaptée à 8° (série 4).

Dans le cas des Truites des séries 1 et 2, provenant d’un même arrivage de la pisciculture

de poids voisins et expérimentées à la même température, l’augmentation d’un facteur trois du

flux d’entrée, dans la série 2, peut être attribuée soit à une influence saisonnière, soit au régime

alimentaire. En effet les Truites de la série 1 sont étudiées, à la fin de l’hiver, peu de temps après

leur arrivée de la pisciculture où elles recevaient un aliment composé riche en iode, alors que les

poissons de la série 2 sont étudiés, au printemps (mai), après deux mois et demi à un régime rela¬

tivement pauvre en iode (viande de bœuf).

III. FLUX QUANTITATIF D’ENTRÉE D’IODURE

Il a été mesuré sur les deux lots de Carpes, deux lots d’Anguilles (séries 1 et 7) et deux lots

de Truites (séries 1 et 2), tous étudiés entre 13 et 15°. La radioactivité moyenne du plasma (C)

au temps t (24 heures) est calculée à partir de l’équation de la régression de C en fonction de t ,

établie en ne considérant que les temps pour lesquels la relation est linéaire. Afin de tenir compte

des variations individuelles de poids des poissons, la radioactivité du plasma est rapportée, pour

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE L’iODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE 13

chaque poisson, à 100 g de poids corporel. Lorsqu’un seul temps (24 heures) a été étudié (Truites,

série 2, Anguilles, série 7), la radioactivité moyenne est utilisée pour le calcul du flux d’entrée.

Ce procédé n introduit pas d’erreur dans le cas de l’Anguille mais donne une valeur par défaut

pour la Truite puisque la courbe n’est plus linéaire au-delà de 12 heures.

Les flux d’entrée sont du même ordre de grandeur chez les trois espèces étudiées (tableau 4)

et varient de 0,1 à 0,4 |xg par 100 g et par jour.

Tableau 4

Flux d’entrée d’iodure chez trois Téléostéens d’eau douce

Eipè»

p,,.».,..

Flux d'entrée

Ug 1/24 h/100 g

nEq/h/100 g

Anguille (série 1).

0,273

0,090

Anguille (série 7).

310

0,200

0,065

Iruile (série 1).

0,174

0,057

Truite (série 2).

59,5

0,416

0,136

Carpe (série 1).

222

0,295

0,097

Carpe (série 2).

891

0,101

0,033

Le flux d’entrée augmente en fonction de la concentration en 1 27 I~ du milieu. Chez des Truites

du même lot et expérimentées en même temps que celles de la série 2, après 18 jours d’adaptation

dans une eau renfermant 200 jxg de I~ par litre, le flux d’entrée est d’au moins 3,1 pg par 100 g

et par jour et probablement supérieur puisque le calcul est effectué uniquement à partir de la

radioactivité du plasma à 24 heures, soit lorsque la courbe d’absorption n’est plus linéaire.

Signalons que le flux sortant de 1“ augmente avec la teneur en iode du milieu (Leloup et Fontaine,

1960).

Comme on pouvait s’y attendre, eu égard aux différences importantes de concentration

d’un oligoélément comme I~ d’une part et d’électrolytes comme Cl - et Na+ d’autre part, dans

les milieux extérieur et intérieur des Téléostéens, le flux entrant de I - , qui s’exprime en dizaines

de picoéquivalent8 par heure et par 100 g (tableau 4) est considérablement plus faible, 30 à 100 mille

fois moindre, que les flux entrants d’électrolytes, lesquels sont de l’ordre du pEq par heure et

pour 100 g (Maetz, 1964; Motais, 1967).

Ce flux d’iodure, quantitativement peu important, présente néanmoins un intérêt physio¬

logique* Cet intérêt est évident chez les poissons, tels que le Saumon ou l’Anguille, subissant des

périodes plus ou moins longues de jeûne physiologique, qui sont alors exclusivement tributaires

de l’iodure du milieu extérieur. Lorsque la nourriture est très riche en iode (aliments composés

du commerce), l’apport d’iode du milieu extérieur est peu important par rapport à l’iode alimentaire,

qui peut atteindre 15 |xg par 100 g et par jour, chez des Truites recevant un régime dont la teneur

en iode est de 2,7 (xg par g (Jacoby et Hickman, 1966).

Il n’en est plus de même avec d’autres régimes alimentaires, par exemple lorsque les Truites

(série 2) sont alimentées avec de la viande de Bœuf : elles ingèrent par jour une quantité de viande

équivalente à 4 p. 100 de leur poids corporel. Pour une teneur moyenne de 28 pg d’iode par Kg

de viande *, le poisson ingère 0,112 |xg d’iode par 100 g et par jour, soit environ seulement le quart

de la quantité absorbée à partir du milieu. Signalons, en outre, que ce flux entrant est largement

supérieur aux besoins en iodure pour la biosynthèse des hormones thyroïdiennes, lesquels ont

été évalués (Leloup et Fontaine, 1960) à 0,014 et 0,040 p.g par 24 heures et par 100 g chez l’Anguille

respectivement à 6,5 et 25° (flux entrant 0,200 et 0,273 [xg à 13-14°) et à 0,175 [xg chez la Truite

à 17° à un régime pauvre en iode (flux entrant 0,416 à 13-14°).

1. D’après : Iodinc Content of Foods, Cliilcan lodine Educational Bureau London, 1952, p. 6.

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

Nous avons rappelé précédemment que les Téléostéens d’eau douce boivent de l’eau. Il

importait donc de savoir si l’entrée d’iodure s’effectue uniquement avec l’eau ingérée ou si elle

implique une autre voie. La quantité d’eau bue par l’Anguille, en eau douce, a été récemment

mesurée (Maetz et SkadhaüGE, 1968). Elle est en moyenne de 135 pi par heure et par 100 g à

20° chez des Anguilles pesant de 80 à 225 g (moyenne 150 g). Nous avons donc calculé, à partir

de cette estimation, pour trois séries d’Anguilles de poids moyens respectifs de 47, 83 et 310 g,

la quantité d’iodure absorbée par cette voie. Celle-ci représente de 4 à 8 p. 100 (moyenne : 6 p. 100)

de la quantité totale d’iodure absorbée par les Anguilles. Encore ce pourcentage est-il surévalué

puisque le flux entrant total serait beaucoup plus élevé si nos expériences étaient, comme celles

de Maetz et Skadhauge, réalisées à 20° au lieu de 13-14°. La quasi-totalité de l’iodurc absorbé

l’est donc par une autre voie que l’eau de boisson. En revanche, en eau de mer, l’Anguille boit

325 pl d’eau par 100 g et par heure (Maetz et Skadiiauge, 1968) représentant, pour une teneur

moyenne de l’eau de 50 pg de I - par 1, un apport d’iode quotidien de 0,39 pg par 100 g, sensiblement

équivalent au flux total d’entrée d’iodure chez l’Anguille d’eau douce.

IV. CONCLUSIONS

1. L’absorption d’iodure, chez les Téléostéens d’eau douce, varie en fonction de facteurs

internes (âge, état physiologique du poisson) et de facteurs externes (température du milieu et

éventuellement saison et teneur en iode du régime).

2. Chez les trois espèces étudiées à cet égard (Anguille, Truite et Carpe), à 13-15°, le flux

entrant d’iodure varie de 0,10 à 0,40 pg de 1“ par 100 g et par jour. Il augmente avec la teneur

en iodure du milieu extérieur.

3. Le flux entrant d’iodure, seule source d’iode exogène chez les poissons subissant un jeûne

physiologique, à certains stades de leur cycle vital, peut être, chez les poissons nourris, 4 fois

supérieur à l’apport d’iode alimentaire.

4. La quantité d’iodure ingéré avec l’eau bue par le poisson représente moins de 6 p. 100

du flux entrant total. L’absorption d’iodure s’effectue donc essentiellement par une autre voie

d’entrée.

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’iODURÉMIE CHEZ

TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

CHAPITRE II

MISE EN ÉVIDENCE D’UN TRANSPORT BRANCHIAL D’IODURE

La peau des Téléostéens, recouverte d’écailles et de mucus, est pratiquement imperméable

(Fromm, 1968). Le seul organe effecteur possible d’absorption de l’iodure est donc la branchie.

Maqsood et al. (1961) étudiant, in vitro, la fixation de ,3l I par divers tissus de Truite

arc-en-ciel, et notamment la branchie, observent que seuls les tissus de la mâchoire inférieure

concentrent l’iodure (rapport : 131 I/g tissu/ l31 I/ml milieu : T/M = 1,54) par suite de la présence

dans ces tissus des follicules thyroïdiens. Pour tous les autres tissus, le T /M est inférieur à l’unité,

le T /M des filaments branchiaux étant égal à 0,836.

Hunn (1963), étudiant, in vivo, après 24 heures de séjour dans un bain de l3l I, la pénétration

de l’iodure chez la Truite arc-en-ciel, mesure les rapports de concentration en l31 I : branchie /sang

et sang /milieu, lesquels sont respectivement de 0,25 et 1,59. La valeur du rapport de concentration

branchie/milieu, calculée d’après les données de Hunn, est 0,40 et ne semble donc pas mettre

en évidence un processus actif de transport branchial de I - . Cependant, cet auteur, observant,

chez des Truites en eau distillée, un rapport sang/milieu de 6,3 et une diminution considérable

de ce rapport en présence de thiocyanate, envisage un mécanisme branchial actif. Cette action

de l’ion SCN~ peut toutefois résulter de l’inhibition par cet anion de la liaison de I - avec une pro¬

téine plasmatique (Leloup, 1964c) intervenant dans l’absorption de l’iodure (Leloup, 19676

et 2 e partie, chapitre 3).

Nous avons donc repris l’étude du problème du transport branchial éventuel de l’ion I - ,

à la fois in vivo et in vitro, chez l’Anguille, la Truite arc-en-ciel et la Carpe (Leloup, 1968). Des

expériences in vitro ont également été réalisées sur deux autres Cypriniformes : la Tanche et le

Poisson-chat.

I. PROTOCOLE EXPÉRIMENTAL

Les expériences in vivo ont été effectuées sur des lots de poissons utilisés pour la mesure de l’absorption des iodures

(cf. Tableau 3) : Truite, Série 1 et Série 2; Carpe, Série 1; Anguille, Série 1. Les conditions expérimentales (volume et tem¬

pérature de l’eau, nombre et poids moyen des poissons) ont été précisées dans le chapitre I. Les poissons sont sacrifiés

après 6, 12, 24 ou 48 heures de séjour dans le bain de m l. Après saignée, les branchies sont prélevées, lavées rapidement

dans une solution saline isotonique, séchées sur papier filtre et les filaments branchiaux séparés de l’arc branchial et pesés

Les rapports de concentration : B/M = ,81 I par g brancliie/ ls, I par g milieu; S/M = 131 I par g sang/ 131 I par g milieu et

B/S = 13I I par g branchie/ 131 1 par g sang, sont calculés.

Dans les expériences in vitro, chaque branchie lavée, aussitôt après le prélèvement, dans une solution isotonique,

est mise à incuber dans un bêcher contenant 3 ml de la même solution, préalablement oxygénée, et additionnée de 13I I

sans entraîneur, ou de ,:3 1 sans entraîneur lorsqu’il s’agit de branchies provenant de poissons expérimentés in vivo. L’incu¬

bation est effectuée à l’air libre, à 16-17°, à raison de 90 agitations par minute, pendant 2 heures, temps nécessaire et suffi¬

sant pour obtenir une fixation maximale. Après incubation, les branchies sont traitées comme dans les expériences in vivo

et le B/M mesuré. Pour chaque poisson, la valeur du B/M est la moyenne d’au moins 2 et souvent 3 ou 4 déterminations

sur des branchies differentes.

II. RÉSULTATS

A. IN VIVO

L’évolution des trois rapports en fonction du temps (fig. 2) est analogue chez les trois espèces.

Le B/M, après avoir atteint sa valeur maximale, se stabilise ou décroît plus ou moins vite. Le

B /S, co au temps 0 e, diminue rapidement, tandis que le S /M croît régulièrement. Cette

cinétique traduit le transfert de l’iodure du milieu extérieur au sang après passage dans la branchie.

Il existe toutefois des différences notables d’une espèce à l’autre dans les valeurs et l’évolution

relative de ces trois rapports. Chez l’Anguille, le B /M est très élevé, près de 10, à 24 heures et

jusqu’à 20 au même temps dans une autre série expérimentale, il n’est que de 1,5 à 2 chez la Carpe,

0,4 à 0,5 pour les Truites de la série 1 (soit du même ordre que la valeur calculée d’après les données

de Hunn (1963) chez la même espèce) alors qu’il atteint 2,23 à 24 heures (seul temps étudié) pour

les Truites de la série 2.

La cinétique du rapport B /S, qui traduit la vitesse du transfert de l’iodure de la branchie

au sang, est intéressante à considérer. Dès 6 heures, chez la Truite, la radioactivité du sang est

presque égale à celle de la branchie (B /S # 1) et lui est ensuite toujours supérieure (B /S < 1).

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

Truite, Série 1 : signes noirs, Série 2 : signes blancs

Fig. 2. — Cinétique du transport branchial de m I chez trois Téléostéens d’eau douce (B = [ ls, l] branchic, M = [>«n

milieu extérieur, S = [ m ]I sang).

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’iODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

A ce même temps (6 heures), la concentration en l3l I dans la branchie est respectivement 8 fois

et 11 fois plus élevée que dans le sang chez la Carpe et l’Anguille et il faut attendre 24 heures ou

plus (Carpe) et 48 heures (Anguille) pour observer une concentration égale dans la branchie et

le sang. Il y a donc chez la Truite un passage beaucoup plus rapide dans le sang de l’iodure absorbé

par la branchie.

En dépit des différences spécifiques considérables dans les valeurs du B/M, les variations

de S /M sont de beaucoup plus faible amplitude. Ainsi, à 24 heures, le S /M est sensiblement iden¬

tique chez l’Anguille et la Carpe et seulement 1,8 fois plus faible chez les Truites de la série 1

alors qu’à ce même temps, le B/M de l’Anguille et celui de la Carpe sont respectivement 24 et 6 fois

plus élevés que celui de la Truite.

B. IN VITRO

Les valeurs moyennes du B /M sont nettement inférieures à l’unité chez les Cypriniformes,

Carpe (0,32, limites de variation : 0,24-0,37); Tanche (0,42, limites de variation : 0,37-0,51);

Poisson-chat (0,31, limites de variation : 0,25-0,36). Chez la Truite, le B/M moyen, 0,83 (limites

de variation : 0,74-0,98) est identique à celui mesuré chez la même espèce par Maqsood et al.

(1961). Par contre, pour un groupe de 46 Anguilles, <3 et Q, de taille et d’évolution sexuelle variées,

le B /M moyen est égal à 2,89 et peut atteindre près de 10 (limites de variation : 0,59-9,75).

III. DISCUSSION

Les expériences in vivo mettent en évidence une concentration de l’iodure du milieu exté¬

rieur dans la branchie de l’Anguille, de la Carpe et de la Truite (série 2). L’hypothèse d’une fixation

de I - résultant de la présence de follicules thyroïdiens dans la branchie ne peut être écartée a

priori, une telle localisation hétérotopique thyroïdienne ayant été signalée chez diverses espèces

de Téléostéens (Baker-Cohen, 1959; Olivereau, 1960).

La nature spécifique du mécanisme branchial de concentration de l’iodure ressort des

observations suivantes :

1. Les valeurs du B/M pour différentes branchies d’un même poisson sont très voisines,

ce qui impliquerait, dans le cas de follicules thyroïdiens, une répartition ou une activité identique

de ceux-ci dans chaque branchie, supposition assez peu vraisemblable;

2. Aucun follicule thyroïdien n’a jamais été observé dans les branchies d’Anguille (Olivereau,

communication personnelle), espèce présentant les valeurs du B/M les plus élevées;

3. La forme chimique de l’iode fixé dans la branchie et l’influence de certains agents

chimiques sur le mécanisme de concentration des iodures (c/. chapitre 3) sont inconciliables avec

l’hypothèse d’une origine thyroïdienne de la fixation d’iodure.

Pour des poissons, d’une même espèce et de poids analogues, la concentration de 13l I dans

le sang (ou le S /M) à un temps donné est fonction de l’activité du mécanisme branchial d’absorption

de l’iodure exprimée par la concentration en 131 I dans la branchie (ou le B /M). Ce dernier para¬

mètre doit toutefois être mesuré à un temps relativement précoce, avant que sa valeur maximale

soit dépassée. Ainsi, chez la Truite, à 24 heures, le B /M et le S /M sont beaucoup plus élevés (de

3 à 4 fois) dans la série 2 que dans la série 1 ; la corrélation entre le B /M et le S /M, pour l’ensemble

des Truites des deux séries sacrifiées à 24 heures, est très significative (r = -f- 0,931, dl = 16,

P < 0,01). De même, dans deux séries expérimentales de Carpes et d’Anguilles, le coefficient de

corrélation entre le B /M et le S /M est respectivement de -f- 0,972 (dl = 10, P < 0,01) et -f 0,657

(dl =26, P < 0,01).

Inversement, la cinétique du B/S indique que ce rapport est d’autant plus faible chez la

Carpe ou l’Anguille (le cas particulier de la Truite sera envisagé plus loin) que le transport branchial

est plus intense. Ainsi, pour diverses séries expérimentales d’Anguilles (pimpeneaux de 40 g),

la valeur moyenne du B /S à un même temps est respectivement de 1,14, 1,22, 3,06, 3,89 et 14,63

pour des S/M correspondants de 8,11, 2,00, 1,24, 0,94 et 0,43.

La similitude ou la faible différence du S /M à 24 heures d’une espèce à l’autre, traduisant

un pouvoir d’absorption de l’iodure assez analogue, n’est pas en contradiction avec les variations

importantes du B /M. La valeur de ce rapport, in vivo, est en effet fonction, non seulement de

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

l’activité intrinsèque du mécanisme branchial, mais également de la vitesse du transfert branchie-

sang de l’iodure fixé, d’une part, et de la proportion des cellules branchiales actives dans le trans¬

port de I - , d’autre part.

Le transfert branchie-sang est certainement influencé par la vitesse du flux sanguin dans

les vaisseaux branchiaux. En l’absence de données relatives à ce facteur, il est impossible d’appré¬

cier son intervention. Toutefois, la très grande rapidité du passage branchie-sang observée chez

la Truite par rapport à l’Anguille ou à la Carpe ne peut résulter d’une différence de vitesse du

flux sanguin. Elle suggère l’existence chez la Truite d’un mécanisme, qui accélère le transfert de

l’iodure de la branchic au sang, et par conséquent influence le B /S, indépendamment de l’activité

du transport branchial.

Le B /M est calculé pour la branchie totale. Or, seules, les cellules de l’épithélium de revê¬

tement peuvent être impliquées dans le transport, à l’exclusion des cellules à pilastres, des cellules

endothéliales et sanguines et du cartilage. Parmi les trois types cellulaires constituant cet épi¬

thélium : cellules respiratoires, cellules à mucus et « cellules à chlorure », il est très vraisemblable

que les plus nombreuses, les cellules respiratoires, ne jouent aucun rôle dans la fixation de l’iodure,

celui-ci étant dévolu à l’un ou l’autre des deux autres types (une étude histo-autoradiographique

permettrait de préciser ce point) qui représentent une très faible fraction du potentiel cellulaire

de la branchie. En faveur de cette hypothèse, remarquons que la valeur du B /M in vitro varie

en raison inverse de la surface respiratoire branchiale; celle-ci augmente, en effet, pour des poissons

de poids similaires, de l’Anguille à la Truite et de la Truite à la Carpe (Solewski, 1957; Byczkowska-

Smyk, 1961; Czolowska, 1965). Le nombre des cellules actives par branchie peut également

varier d’une espèce à l’autre et modifier encore leur proportion par rapport à la branchie totale

Des différences interspécifiques dans le nombre des « cellules à chlorure» ou des cellules mucipares

ont été signalées; ainsi, par exemple, la branchie d’Anguille est généralement très riche en cellules

mucipares (Camatini et Lanzavecciiia, 1966). Il est donc probable que les valeurs faibles du

B /M observées in vivo ou in vitro chez les Cypriniformes et la Truite résultent d’une faible densité

des cellules concentrant l’iodure chez ces espèces.

Ces fluctuations interspécifiques de la densité des cellules concentrant l’iodurc expliquent

également les résultats apparemment contradictoires des expériences in vivo et in vitro, seule

la branchie d’Anguille paraissant concentrer cet ion in vitro. Il est en effet certain que le B / M

in vitro chez la Truite et les Cypriniformes serait très supérieur à l’unité s’il était possible de le

calculer en ne considérant que la catégorie cellulaire impliquée dans le transport. Un B /M in vitro

inférieur à 1 n’infirme donc pas l’existence d’un mécanisme de concentration des iodures. Remar¬

quons d’ailleurs que :

a) Malgré la concentration évidente (jusqu’à 10 fois) de l’iodure démontrée in vitro dans

la branchie d’Anguille, chez certaines Anguilles, le B /M est nettement inférieur à 1 alors qu’il

peut pratiquement égaler 1 chez la Truite.

b) En dépit du pouvoir prééminent de la thyroïde de concentrer l’iodurc, le T /M ( l3I I),

in vitro , de régions thyroïdiennes de Truite comprenant, outre les amas dispersés de follicules

thyroïdiens, une quantité importante de tissu non thyroïdien, n’est que de 1,5 (Maqsood et al

1961).

c) L’addition de thiocyanate au milieu d’incubation de tissus de Truite diminue le

T/M ( ,8l I) de la branchie de 0,84 à 0,61, valeur analogue à celle obtenue pour le tissu ébouillanté

(0,59), alors que cet anion ne modifie pas le T/M d’autres tissus non thyroïdiens (muscle, rein

rate, cerveau, intestin, foie, estomac) (Maqsood et al., 1961). Bien que Maqsood et al. n’aient

pas considéré cette réponse particulière de la branchie de Truite au thiocyanate, réponse q ui .

nous avons confirmée (le B/M s’abaisse de 0,98 à 0,61 en présence de SCN~), celle-ci est l’indice

d’un pouvoir de fixation de l’iodure par la branchie de Truite, puisque nous montrerons plus loin

(cf. chapitre 3) que le thiocyanate in vivo ou in vitro inhibe le transport branchial de cet ion.

Il existe donc bien dans la branchie des Téléostéens d’eau douce un mécanisme de concen¬

tration de l’iodure qui assure son absorption à partir du milieu extérieur. Toutefois, par suite

des caractéristiques favorables présentées par la branchie d’Anguille, toutes les études, in vitro,

de ce mécanisme ont été réalisées chez cette espèce. La mesure du B/M, in vitro, chez l’Anguille^

permet d’ailleurs d’évaluer l’activité du transport branchial; il existe en effet une corrélation

très significative entre les valeurs du B/M mesurées, in vivo (en présence de l3l I), et, in vitro (avec

128 I) chez 27 Anguilles (r = + 0,634, P < 0.01).

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’iODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE 19

IV. CONCLUSIONS

1. L’étude in vivo chez la Truite, l’Anguille et la Carpe de l’évolution des rapports de concen¬

tration en m I, Branchie/Milieu (B/M), Brancliie/Sang (B/S) et Sang/Milieu (S/M) en fonction

du temps de séjour des poissons dans le bain de l3l I, montre que la branchie des Téléostéens d’eau

douce est l’organe spécifique de l’absorption de l’iodure. Celle-ci implique une concentration de

l’iodure du milieu extérieur dans la branchie (B/M > 1) suivie d’un transport de celui-ci dans

le sang (courbe décroissante du B/S).

2. La concentration d’iodure dans la branchie ne peut être attribuée à la présence éven¬

tuelle de follicules thyroïdiens hétérotopiques et le rôle spécifique de la branchie est démontré

par la corrélation très significative, pour chaque espèce, et pour un temps donné, entre la concen¬

tration en l31 I dans la branchie et dans le sang. L’intensité du transport branchial d’iodure est

proportionnelle au S/M et au B/M (lorsque ce dernier est mesuré avant que la valeur maximale

soit atteinte) et inversement proportionnelle au B/S.

3. La très grande rapidité chez la Truite, par rapport à l’Anguille ou à la Carpe, du transfert

branchie-sang de l’iodure, exprimée par un B/S très faible dès les premiers temps d’expérience,

ne peut s’expliquer par une différence de vitesse du flux sanguin dans la branchie. Elle suggère

l’existence, chez cette espèce, d’un mécanisme indépendant du transport branchial et intervenant

pour accélérer le transfert branchie-sang.

4. In vitro , la valeur moyenne du B/M apparaît varier d’une espèce à l’autre en raison inverse

de la surface respiratoire. Cette relation indique que l’épithélium respiratoire n’intervient vrai¬

semblablement pas dans le transport d’iodure, celui-ci étant assuré par un autre type de cellules

épithéliales (cellules muciparcs,« cellules à chlorure») représentant une faible fraction du potentiel

cellulaire de la branchie. La densité relativement faible des cellules concentrant l’iodure dans

la branchie de Truite et plus encore dans la branchie de Carpe, est vraisemblablement à l’origine

des valeurs du B/M < 1 mesurées chez ces espèces et les rend peu souhaitables pour les études

in vitro. En revanche, la plus forte densité de ces cellules dans la branchie d’Anguille se traduisant

par un B/M généralement supérieur à 1 et pouvant atteindre 10, nous a conduit à choisir cette

espèce pour étudier in vitro les variations physiologiques ou expérimentales de l’activité du transport

branchial d’iodure. Il existe en effet une corrélation très significative entre les valeurs du B/M

in vivo et in vitro chez l’Anguille.

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

CHAPITRE III

CARACTÉRISTIQUES DU TRANSPORT BRANCHIAL D’IODURE

La démonstration d’un transport branchial d’iodure conduit à s’interroger sur les carac¬

téristiques de ce transport :

1. L’iode est-il concentré sous forme I - ou sous une autre forme chimique? Demeure-t-il

dans la branchie sous forme minérale ou est-il incorporé dans une molécule organique?

2. Le processus de concentration nécessite-t-il la présence de certains ions dans le milieu

d’incubation et quels sont sa température et son pH optimaux?

3. Le transport peut-il être qualifié d’actif et, dans ce cas, est-il analogue au transport

thyroïdien des iodures, lié au transport branchial des autres halogènes (Cl - et Br - ), ou différent

de ces deux types de transport?

4. Les variations de différents facteurs écologiques : salinité, équilibre ionique, température

du milieu extérieur influencent-elles le transport?

I. NATURE DE L’IODE CONCENTRÉ DANS LA BRANCHIE

L’iode concentré dans la branchie est sous forme minérale. En effet, lorsque des branchies

d’Anguille, incubées en présence de lsl I, sont broyées dans un réactif de précipitation des protéines

(acide trichloracétique à 10 p. 100), puis lavées plusieurs fois dans le même réactif, la quasi-totalité

de la radioactivité se retrouve dans le liquide surnageant. Cette expérience ne préjuge pourtant

pas la forme minérale de l’iode fixé. Celle-ci est très probablement I - . En effet, la radioactivité

branchiale n’est pas extractible par le chloroforme ou le tétrachlorure de carbone, en milieu acide

ou neutre, en présence d’iodure, ce qui exclut la possibilité de I 2 ou d’une forme oxyanion de

l’iode : I0~, I0 3 ~, lesquelles donnent avec I - , en milieu acide, I 2 , qui passerait alors dans le solvant

organique. Par contre, la majeure partie du radioiode passe dans la phase chloroformique ou

tétrachlorique lorsqu’un homogénat de branchie est traité par un excès d’iodate, en milieu HCl N

ou par du nitrite de sodium, en milieu acide, qui oxydent I - en I 2 . Enfin, en chromatographie

sur papier dans différents solvants (BAc, BEA), l’iode fixé se comporte comme I - (cf. chapitre 4)

IL INFLUENCE DE DIVERS FACTEURS PHYSICO-CHIMIQUES

A. COMPOSITION IONIQUE DU MILIEU

1. Protocole expérimental

La concentration d’iodure dans la branchie d’Anguillc, exprimée par le B/M, a été étudiée comparativement en

tampon Krcbs Ringer phosphate (KRP), en Krebs Ringer bicarbonate (KRB) et en solution physiologique, NaCl à 9 b. 1000

de pH 7,25. De plus, la composition ionique de ces milieux est dans certaines expériences modifiée par addition ou sunnres-

sion de divers ions. L’incubation, dans le KRP ou NaCI, est réalisée en atmosphère 100 p. 100 de 0, ou à l’air et dans 1

KRB, en atmosphère à 93 p. 100 de 0, et 7 p. 100 de CO,. Le B/M est exprimé par rapport à la valeur obtenue en NaCl

prise comme égale à 100.

2. Résultats (tableau 5)

Le B/M est nettement plus faible dans le KRP et encore plus faible dans le KRB. L’omission

de Ca ++ , de Mg ++ , ou de ces deux cations, dans le KRP, ou le remplacement d’une partie de l’ion

Na+ par K + , à une concentration 5 fois supérieure à celle des solutions de Krebs Ringer, n’influencent

pas le B/M. L’inhibition observée avec le KRP et le KRB par rapport au NaCl ne peut donc pas

être attribuée à la présence des ions K + , Ca ++ ou Mg ++ , ni à celle des ions S0 4 -- dont la concen¬

tration est pratiquement identique dans le KRP et le KRB, ni à celle des ions phosphates dont

la concentration est beaucoup plus faible dans le KRB que dans le KRP, ni à celle de l’ion

bicarbonate présent seulement dans le KRB. En fait, les valeurs inférieures obtenues en milieu

KRP et KRB résultent de variations du pH. Nous montrerons en effet ci-après que le pH du

milieu a une influence considérable sur la fixation branchiale des iodures. Or, en NaCl, non tam¬

ponné, le pH au cours de l’incubation s’abaisse de 7,25 à 6,7, tandis que, en milieu KRB, il s’élève

à 7,7 et qu’en milieu KRP, il varie au plus de 0,1 unité. La comparaison des valeurs relatives du

B/M pour ces différents pH finals (cf. fig. 3) avec celles obtenues dans les trois milieux montre

une excellente concordance. La composition ionique du milieu d’incubation, pourvu qu’il soit

isotonique, semble donc de peu d’importance. En conséquence, les incubations subséquentes

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE L’iODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE 21

ont été réalisées soit en solution saline isotonique, soit plus généralement, notamment dans tous

les cas où l’action d’inhibiteurs métaboliques ou thyroïdiens a été étudiée, en milieu KRP de pH

7,3, exempt de Ca+ + et Mg ++ .

Tableau 5

Influence de la composition du milieu d’incubation

sur le B/M ( 13l I) de la branchic d’Anguille ([I - ] = 5.10 _6 M)

B/M par rappo

à NaCl = 100

NaCl 0,154 M

100

NaCl 0,120 M ; KC1 0,027 M

KRB

KRP

KRP sans Ca- <

KRP sans Ca + ‘ -f Mg ++

KRP sans Mg++

131 I sans entraîneur.

B. pH

1. Protocole expérimental

L’influence du pH du milieu d’incubation sur le transport branchial d’iodure a été étudiée entre pH 3,8 et 9,2. Les

tampons choisis, préparés selon Gomori (1955), sont : le tampon acide acctique-acétate pour les pH 3,8 à 5,6, le tampon

phosphate pour les pli entre 5,7 et 8,0 et le tampon borax pour le pH 9,2. Les milieux d’incubation ont la composition

suivante : NaCl 0,120 M; KC1 0,005 M; KH, PO, 0,0012 M; Nal 10 -s M et le tampon adéquat en quantité telle que la force

ionique de tous les milieux soit peu différente : |i = 0,168 à 0,175. Au cours de l’incubation des branchies, le pH du milieu

varie; il est donc mesuré à la fin de l’incubation et les valeurs trouvées seules considérées pour établir la courbe du B/M

en fonction du pH. La variation, qui est de ± 0,05 à 0,1 unité pour les pH 5,0 à 7,6 est maximale pour les pH extrêmes :

— 0,25 unité pour pH 9,2 et -j- 0,35 pour pH 3,8.

2. Résultats (fig. 3)

b/m

Fie. 3. — Influence du pH du milieu d’incubation sur le B/M ( 131 I) de la branchie d’Anguille ([!“] = 10~ 6 M).

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

Les deux expériences réalisées sur des branchies d’activités différentes donnent des résultats

concordants. Le B/M, très faible aux pH les plus bas, qui entraînent macroscopiquement des

altérations notables des filaments branchiaux (pH < 4,7), augmente brusquement au-dessus de

pH, 5,0 pour atteindre sa valeur maximale à pH 5,75. Il décroît ensuite lentement lorsque le pH

augmente et est voisin de 1,0 à pH 9.

C. TEMPÉRATURE

1. Protocole expérimental

L’influence du facteur température a été étudiée à 4,10,20,25,30 cl 40 »C, dans le KRP. cn présence de 5.10* M Na I.

Afin d’éviter un choc thermique au tissu branchial, les branchies, prélevées sur des Anguilles séjournant à 12-15°, sont

lavées après le prélèvement dans du NaCl à 9 p. 1 000 à 15° et mises à incuber dans du KRP à la même température.

La température est progressivement abaissée ou augmentée en 30 minutes environ. Le radioiodure est ajouté au milieu

lorsque la température choisie est atteinte. L’expérimentation aux diverses températures ne pouvant être réalisée simul¬

tanément sur les branchies d’une même Anguille, les incubations sont effectuées à 3 températures, dont toujours 20°,

sur 2 ou 3 branchies d’un même poisson. Afin d’éliminer les variations individuelles du B/M, la valeur de ce rapport, mesurée

pour chaque Anguille à 20°, est prise comme base 100 et les valeurs mesurées aux autres températures exprimées relati¬

vement au B/M à 20°. Auparavant, chaque valeur du B/M est diminuée de 0,30 pour tenir compte de l’entrée passive de

l’iodure dans la branchie (c/. paragraphe III C, 3). Chaque point de la courbe représente la moyenne des valeurs obtenues

sur 2 à 4 animaux (elles-mêmes déterminées sur 2 ou 3 branchies).

2. Résultats (fig. 4)

Fig. 4. — Influence de la température d’incubation sur le B/M de la branchie d’Anguille (B/M à 20° = 100).

Le transport branchial d’iodure est presque totalement inhibé à 4 °C. Il augmente rapidement

avec la température (le Q 10 étant voisin de 3 entre 10 et 25°) pour atteindre sa valeur maximale

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’iODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE 23

vers 2 5°. Le B/M décroît ensuite rapidement. Il est légèrement plus élevé à 30° qu’à 20° et faible

a 40°, température à laquelle la branchie apparaît macroscopiquement lésée.

III. NATURE DU TRANSPORT

Le transport d’une substance ou d’un ion à travers une membrane biologique peut être passif

ou actif. Un transport est souvent qualifié d’actif lorsque les autres possibilités d’explication :

transport dans le sens d’un gradient de concentration, d’un gradient électrique ou par entraînement

de solvant sont éliminées. Cependant, la plupart des auteurs s’accordent pour définir le transport

actif comme un mouvement de l’ion contre un gradient électro-chimique impliquant la fourniture

d energie par le métabolisme cellulaire (Koefoed-Johnsen et Ussing, 1960). Ces deux critères

du transport actif seront considérés successivement.

A. GRADIENT ÉLECTROCHIMIQUE

1. Gradient chimique

Nous avons montré précédemment qu’il existe un gradient de concentration croissant en

1 , parfois très élevé, entre le milieu extérieur et le milieu intérieur des Téléostéens d’eau douce

(cf. Introduction). Il en découlé que le transport de I~ s’effectue contre un gradient de concentra¬

tion :

— soit au niveau de la membrane externe de la cellule branchiale :

[I - ] Branchie > [I - ] Milieu extérieur et [I - ] Sang

soit au niveau de la membrane interne de la cellule branchiale :

[I - ] Branchie < [I - ] Milieu extérieur et [I - ] Sang

soit à la fois au niveau des membranes externe et interne de la cellule branchiale :

[I-] Milieu extérieur < [I~] Branchie < [I~] Sang.

Il est évident, d’après les expériences in vitro, qu’il existe, dans le cas de l’Anguille, un gradient

de concentration croissant entre le milieu extérieur et la branchie. Le choix se limite donc entre

la première et la troisième hypothèse. Afin de résoudre cette alternative, l’iodure ( I27 I) a été dosé

simultanément dans le milieu extérieur, la branchie et le plasma d’Anguilles argentées. Les teneurs

“ Maure sont respectivement de 0,54, 6,9 et 5 pg p. 100 g pour l’eau, la branchie et le plasma;

soit des rapports de concentration B/M = 12,8 et B/P = 1,38. Ces résultats confirment l’existence

d un gradient de concentration croissant, entre le milieu extérieur et la branchie, et mettent en

evidence un gradient de concentration décroissant, entre la branchie et le plasma. Rappelons que

ces rapports étant calcules pour la totalité du tissu branchial, alors que seules certaines cellules de

la branchie interviennent dans le transport d’iodure, les gradients de concentration réels sont très

supérieurs à ces valeurs. C’est donc la première hypothèse qui doit être retenue : le transport inter¬

vient au niveau de la membrane externe de la cellule branchiale.

Signalons que II un N et Reineke (1964), dans une étude d’équilibre isotopique réalisée sur

es Iruites arc-cn-cicl, séjournant depuis 25 à 29 jours dans une eau contenant 10 pg I~ par litre,

ont mesure la teneur en iode de la branchie. Celle-ci est de 57 pg p. 100 g pour une iodurémie de

392 pg p. 100 g. D après ces valeurs, le rapport en I27 I, Branchie/Plasma, serait égal à 0,16 et vrai¬

semblablement un peu plus faible puisque c’est l’iode total, et non l’iodure, de la branchie qui est

considéré. Il ne semblerait donc pas exister, chez la Truite, contrairement à l’Anguille, de gradient

de concentration décroissant entre la branchie et le plasma. En fait, cette contradiction n’est

qu apparente. Nous montrerons, en effet, plus loin (cf 2« partie), que la majeure partie de l’iodure

cnculant chez, la Truite est liée à une protéine sérique. Le B/P réel doit donc être calculé par rapport

a 1 îodure libre du plasma, seul échangeable avec la branchie, et il est alors, comme chez l’Anguille,

supérieur al. ° ’

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

2. Gradient électrique

Les potentiels épithéliaux et transépithéliaux de la branchie d’Anguille ont été mesurés

par Tosteson (1962) et par Maetz et Campanini (1966). D’après Tosteson, le potentiel cellulaire

est toujours négatif par rapport au milieu extérieur et par rapport au sang. Maetz et Campanini

observent une différence de potentiel de —21 mV entre le sang de l’Anguille et le milieu extérieur.

Le potentiel électrique à travers les membranes externe et interne de la cellule branchiale peut donc

être représenté par le schéma de la figure 5. L’ion I - serait donc transporte, au niveau de la mem¬

brane externe de la cellule branchiale, à la fois contre le gradient chimique et le gradient électrique.

Au contraire, à la membrane interne, le transport s’effectuerait dans le sens du gradient électro¬

chimique et serait donc passif.

Milieu

extérieur

Cellule épithéliale

Sang

21 mV

Fig. 5. — Potentiels électriques transépithéliaux de la branchie d'Anguille en eau douce, d’après Tosteson (1962) et Maetz

et Campanini (1966).

B. ACTIVITÉ MÉTABOLIQUE ET SOURCE D’ÉNERGIE

1. Protocole expérimental

Les besoins énergétiques du transport branchial d’iodure ont été étudiés en incubant des branchies en présence

de divers inhibiteurs métaboliques. Chaque inhibiteur est dissous, à la concentration indiquée dans le KRP, et le B/M

(diminué de 0,30, pour tenir compte de l’iodure pénétrant par diffusion) comparé en pourcentage à colui de branchies

du même poisson incubées sans inhibiteur.

2. Résultats (tableau 6)

L’intégrité cellulaire et l’apport d’oxygène sont indispensables : la destruction des systèmes

cellulaires par l’ébullition ou, l’anaérobiose (atmosphère de N 2 ), entraînent un arrêt total, ou presque

total, du transport. Parmi les inhibiteurs respiratoires : amoharhital (amytal), antimycinc A et

cyanure qui bloquent respectivement les réactions de transfert d’électrons au niveau NAD-flavo-

protéine, cytochrome 6-cytochrome c„ cytochrome a- cytochrome o 3 , le premier est sans action

tandis que les deux derniers sont inhibiteurs.

Le 2-4 dinitrophcnol, agent découplant des phosphorylations oxydatives, et l’azoturc, qui

inhibe à la fois la respiration et les phosphorylations, empêchent totalement la concentration

branchiale des iodurcs. Au contraire, le fluorure, inhibiteur de la glycolyse, est inefficace.

Ces résultats démontrent que l’intégrité de la chaîne respiratoire et du système de phospho¬

rylation oxydative est nécessaire pour le transport d’iodure. Cependant, le manque d’effet de

l’amytal indique que la voie succinoxydase du système de transport d’électron est suffisante et que

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’iODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE 25

Tableau 6

Influence d’inhibiteurs métaboliques et de l’ATP sur le transport branchial d’iodure (B/M

témoin = 100), in vitro , chez l’Anguille

Inhibiteur

Concentration

Concentration 127 I

B/*

Ebullition

Sans entraîneur

Atmosphère N z

SJ- 6 1

Atmosphère N 2

1 .J - 5 »

Amobarbital

UT 3 *

Sans entraîneur

100

Amobarbital

iir 3 #

j- 5 «

102

Antimycine

Sug/l

10- 5 I

Cyanure de Na

5 . 10 - 3 »

1«- J I

Fluorure de Na

«r 3 «

Sans entraîneur

Afoture de Na

11" 3 M

Sans entraîneur

2-4 Dinitrophénol

«r 3 *

Sans entraîneur

2-4 Dinitrophénol

10 -4 M

Sans entraîneur

2- 4 Dinitrophénol

8.10- 5 M

Sans entraîneur

<2-4 Dinitrophénol

I + ATP

SID" 5 1

2.5.10" 3 K

Sans entraîneur

132

Ouabaïne

r 4 1

Sans entraîneur

138

la première phosphorylation oxydative au niveau NAD-flavoprotéine n’est pas indispensable alors

que les deux suivantes le sont.

Il paraît évident que l’adénosine triphosphate (ATP), dont la formation est bloquée par le

dinitrophénol et l’azoture, est la source d’énergie impliquée dans le transport d’iodure. L’ATP est

essentiellement fournie par les phosphorylations oxydatives puisque, en anaérobiose, la glycolyse

est incapable de fournir la quantité d’ATP nécessaire. La démonstration directe du rôle de l’ATP

est apportée par le fait que l’ATP, à la concentration de 2,5.10 -3 M, en présence de dinitrophénol

6.10 -6 M qui inhibe à 75 p. 100 le transport des iodures, rétablit celui-ci à un niveau supranormal

(tableau 6). De plus, la fixation branchiale d’iodure, nettement diminuée chez l’Anguille hypo-

physectomisée (cf. Chapitre 5) est quadruplée en présence d’ATP 2,5.10 -3 M.

En première approximation, il est donc permis de considérer que le transport branchial des

iodures satisfait aux critères d'un transport actif :

1. I - est transporté contre un gradient élcctrochimique;

2. Ce transport nécessite l’intégrité cellulaire et l’apport d’énergie sous forme d’ATP, celle-ci

provenant des phosphorylations oxydatives;

3. Le transport a un coefficient de température élevé.

Trois hypothèses peuvent alors être proposées quant aux mécanismes de ce transport :

o) Analogie avec le transport thyroïdien des iodures;

6) Analogie avec le transport branchial d’autres halogènes : Cl - , Br - ;

c) Mécanisme original de transport différent des deux précédents.

Afin de choisir entre ces diverses hypothèses, nous avons comparé les caractéristiques de ces

transports.

C. COMPARAISON DU TRANSPORT BRANCHIAL ET DU TRANSPORT THYROÏDIEN

DE L’ION I-

Comme la thyroïde, de nombreux tissus de Vertébrés concentrent les iodures (Brown-Grant,

1961 ; Leloup, 1964 a). Le mécanisme de concentration de I - dans ces tissus extrathyroïdiens

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

présente des analogies remarquables avec le mécanisme thyroïdien (Wolff, 1964). Chez les Télé-

ostéens, par exemple, l’ovaire concentre I - et ce processus, comme dans le cas de la thyroïde, est

inhibé par les ions thiocyanate, perchlorate et le dinitrophénol, mais est insensible à la thiourée

ou au thiouracile (Leloup et Fontaine, 1960; Leloup, résultats inédits; Lindsay et al., 1966).

Un mécanisme analogue à celui mis en évidence dans la thyroïde et l’ovaire des Téléostéens pouvait

donc être envisagé pour la branchie.

Les caractéristiques communes des processus de concentration de U dans les tissus des Ver¬

tébrés ont été résumées par Wolff (1964) d’après les travaux de nombreux auteurs et peuvent être

ainsi énoncées :

1. Inhibition par des anions tels que SCN - , C10 4 ~, BF 4 ~ et N0 3 ;

2. Concentration d’autres anions que I - ;

3. Inhibition par divers poisons : 2-4 dinitrophénol et glucosides cardiotoniques tels que

l’ouabaïne;

4. Nécessité de l’ion K + ;

5. Demi-saturation du mécanisme pour une concentration en I - de l’ordre de 3.10 -5 M-

6. Pas d’inhibition par les antithyroïdiens : sulfonamides, thiourée, thiouracile, etc.

Nous avons constaté précédemment que le 2-4 dinitrophénol inhibe le transport branchial.

Nous avons donc recherché si les autres caractéristiques du transport d’iodure dans les tissus des

Vertébrés s’appliquaient également à la branchie.

1. Action de divers anions et antithyroïdiens

a) In vitro (Tableau 7) : La fixation de l3l I dans la branchie d’Anguille est inhibée par SCN~

mais également par l’ion thiosulfate et la thiourée. Par contre, l’ion C10 4 ~ est sans action, même à

10 -3 M. Ces résultats ont été confirmés in vivo chez l’Anguille et la Truite arc-en-ciel.

Tableau 7

Influence de divers anions et antithyroïdiens sur le transport branchial d’iodure, in vitro

chez l’Anguille (B/M témoin = 100).

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’IODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

Tableau 8

Influence de divers antithyroïdiens sur le transport branchial d’iodure, in vivo, chez l’Anguille

et la Truite arc-en-ciel

Espèce

Traitement

Anguille

Témoin (5)

2,35 ± 0,077

1,22 ± 0,12

2,00 ± 0,21

Thiourée (5)

19./I.

0,13 ± 0.026*“"’

1,46 ± 0,41

0.10 ±: 0,014****

Témoin (7)

4.17 ± 0,56

1,54 ± 0,17

2,73 ± 0,19

Perchlorate(7)

0,6g./l.

6,80 ± 0,82**

1,78 ± 0,21

3,89 ± 0,31 ***

Thiocyanate(S)

19./ 1.

0,27 ± 0,009****

0,50 ± 0,019****

0,50 ± 0,012****

Truite

'Témoin (8)

0,41 ± 0,037

0,39 ± 0,014

1.05 ± 0.11

Thiourée ( 8 )

19/l.

0,20+ 0.006****

0.33 ± 0,013***

0,62 ± 0,029***

Perchlorole (6 )

0,6 g/l.

0,57 ± 0,045**

0,94 ± 0.049****

0,63 ± 0,078 ***

Thiocyanale(4)

1g. A

0,14 ± 0,019'***

0,70 ± 0,089****

0.21 ± 0.019*"**

Signification

• p < 0,05 ■*

p < 0,02 ***p<0.01 **** p<0,001

b) In vivo

Protocole expérimental : Un lot de Truites, à jeun depuis 12 jours, et pesant de 40 à 68 g, deux lots d’Anguilles

<î de 45 à 95 g et do 38 à 60 g, sont répartis respectivement en quatre, trois et deux groupes. Chaque groupe est mis dans

25 litres d’eau de ville à 15 °C. Après 48 heures d'adaptation et renouvellement de l'eau, du thiocyanate de potassium

(SCN~), du perclilorate de sodium (CIO,') ou de la thiourcc sont dissous dans l'eau où séjournent trois groupes de Truites,

deux groupes d'Anguilles du lot 1 et un groupe d'Anguillcs du lot 2, de façon à obtenir des concentrations respectives de

1, 0,6 et 1 g par litre. Aussitôt après la dissolution des antithyroïdiens, 100 p.c de 13, I sans entraîneur sont ajoutés à l’eau

de tous les aquariums et les poissons sont sacrifiés 24 heures plus tard. En outre, les deux groupes d’Anguilles du lot 2

reçoivent, au début de l’expérimentation, une injection de 10 p.C de 1S5 I sans entraîneur, dans la cavité générale.

Résultats (Tableau 8) : Chez l’Anguille, la thiourée et SCN - inhibent l’absorption d’iodure.

Le B/M et le S/M sont considérablement diminués, les différences avec les valeurs des témoins étant

très hautement significatives (P < 0,001). C10 4 - , non seulement n’a pas d’action inhibitrice, mais

stimule significativement l’entrée des iodures, comme l’indiquent les augmentations du B/M et

du S/M. Malgré la diminution d’un facteur 20 de l’absorption de 1“ en présence de thiourée et l’effet

de sens opposé en présence de C10 4 ~, dans les deux cas, le B/S n’est pas significativement modifié.

Ces résultats confirment que le transport actif s’effectue au niveau de la membrane externe de la

cellule branchiale, où interviennent inhibition ou stimulation, alors que le transport branchie-sang

de I - est passif, par simple diffusion. Remarquons cependant qu’en présence de thiocyanate, malgré

une diminution du B/M du même ordre de grandeur qu’en présence de thiourée, le S/M est environ

3 fois moins diminué, de sorte que le B/S est significativement plus faible que chez les témoins.

Cette différence peut résulter du fait que l’ion SCN - bloque l’entrée d’iodure dans la thyroïde

(ce qui n’est pas le cas pour la thiourée), entraînant ainsi une accumulation dans le sang de l’ion I -

ayant franchi la barrière branchiale.

Contrairement à son action inhibitrice sur l’absorption de l’iodure, la thiourée ne modifie

pas l’excrétion totale et branchiale de celui-ci. Les témoins excrètent 9,8 p. 100 du 125 I injecté et

les Anguilles traitées 8,65 p. 100; de plus, la radioactivité en 126 I du sang (Témoins : 1,21 i 0,05,

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

thiourée : 1,31 ± 0,09 p. 100 de la dose par g de sang et par 100 g de poids corporel) et le B/S ( 125 I)

(Témoins : 0,49 ± 0,012, thiourée : 0,50 ± 0,02) ne sont pas significativement différents.

Chez la Truite, comme chez l’Anguille, l’entrée de l’iodure est inhibée par SCN - et la thiourée

(B/M très significativement diminué) et stimulée par C10 4 - (B/M augmenté). Des différences avec

l’Anguille apparaissent cependant lorsque l’on considère les rapports B/S et S/M. D’une part,

malgré l’augmentation du B/M avec C10 4 - , le S/M est significativement plus faible et le B/S beau¬

coup plus élevé que chez les témoins. D’autre part, l’inhibition par SCN - qui est une fois et demie

celle de la thiourée pour le B/M, est environ 3 fois plus forte pour le S/M, et là encore, le B/S est

très élevé. Cette augmentation du B/S chez les Truites traitées par C10 4 - et SCN - , conjuguée avec

la diminution nette (C10 4 ~) ou considérable (SCN - ) du S/M, est un nouvel indice de l’existence

déjà envisagée précédemment, chez la Truite, d’un mécanisme intervenant au niveau du transfert

branchie-sang, lequel mécanisme serait sensible à C10 4 - et SCN - .

Rappelons qu’une inhibition de l’absorption de I - (mesurée par le S/M) par SCN - , administré

en bain ou en injection, a également été observée par Hunn (1963), chez la Truite. Au contraire

l’injection de thiouracile, s’est révélée inefficace (Hunn, 1963). Cette différence entre le pouvoir

inhibiteur considérable de la thiourée en bain (nos résultats) et l’inactivité d’un antithyroïdien

analogue, le thiouracile, en injection, découle vraisemblablement du mode d’administration. L’action

de l’antithyroïdien s’exerce, en effet, d’après nos résultats, au niveau de la membrane externe de la

cellule branchiale; l’inefficacité du thiouracile injecté pourrait donc résulter de son incapacité à

atteindre cette membrane externe, soit par suite d’une dégradation métabolique dans l’organisme

soit par impossibilité d’être excrété par la branchie.

2. Action de l’ouabaïne et des ions Na+ et K+

Le transport de l’iodure dans des coupes de thyroïde, mesuré par le T/M [I ], est considéra¬

blement diminué lorsque l’ion Na+ ou l’ion K+ est omis dans le milieu d’incubation (Freinkel

et Ingbar, 1955; Tyleu et al., 1968). Une relation linéaire entre le T/M [I ] et la concentration

en Na+ du milieu a été démontrée (Iff et Wilbrandt, 1963; Alexander et Wolff, 1964). De

même, le T/M [I - ] de la thyroïde et d’autres tissus concentrant les iodures augmente dans certaines

limites en fonction de [K+] (Wolff, 1960; Wolff et Maurey, 1961 ; Becker, 1961 ; Welch, 1962)

La demi-stimulation maximale a lieu, dans le cas de la thyroïde, pour [K + ] = 0,9 à 1,4.10 -3 M.

Les glucosides tonicardiaques, tels que l’ouabaïne, inhibent le transport des iodures dans la

thyroïde et d’autres tissus : glande sous-maxillaire, glande mammaire (Wolff, 1960; Wolff et

Halmi, 1963), le T/M [I - ] étant réduit de moitié pour des concentrations variant de 10 -1 à 10 ~ 7 M

selon les tissus. Cette diminution du T/M [I - ] peut être réduite par l’addition de K H au milieu

(Wolff et Maurey, 1961). De ces résultats, Wolff (1964) conclut que PATPase dépendante de

Na + , K + et sensible à l’ouabaïnc est indirectement impliquée dans le transport de l’iodure dans la

thyroïde.

Nous avons montré plus haut que le B/M, in vitro, n’est pas modifié par des variations de

[Na+], ou lorsque le milieu est exempt de K + , ou riche en ce cation (0,027 M). De plus, l'ouabaïne

à une concentration de 10 -4 M, n’a aucune influence sur la fixation branchiale de l’iodure (tableau 6)'

Le transport branchial de l’iodure ne parait donc pas lié au transport de K + ou de Na+ et

à l’ATPase dépendante de Na + , K + , sensible à l’ouabaïne.

3. Saturation du mécanisme par l’iodure

Lorsque des coupes de thyroïde, ou de tissus mammaliens concentrant l’iodure, sont incubées

en présence de concentrations croissantes de cet ion, la valeur du T/M [I - ] diminue graduellement

jusqu’à la saturation (T/M inférieur à 1). La demi-saturation est obtenue, dans ces tissus, pour

une concentration de 1 à 3.10 - ® M (Wolff et Maurey, 1961). Nous avons obtenu des valeurs du

même ordre de grandeur pour des tissus de poïkilothermcs concentrant l’iodure : ovocytes ou

chorde de Lamproie, ovocytes de Truite arc-en-ciel, dont le mécanisme de concentration paraît

similaire à celui de la thyroïde (Leloup, résultats inédits).

La fixation branchiale de l31 I a été étudiée in vitro en présence de concentrations croissantes

de Nal ou Kl variant de 5.10 -7 M à 10 -2 M. Contrairement aux autres tissus concentrant l’iodure

le B/M augmente avec la teneur en iodure du milieu d'incubation, pour des concentrations en I~

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’IODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE 29

comprises entre 5.10-? et 5.10~ 8 M ; il peut atteindre des valeurs jusqu’à 13 fois supérieures à celles

obtenues avec l3l I sans entraineur (tableau 9). Le B/M diminue ensuite graduellement, pour des

concentrations égales ou supérieures à 5.10~ 8 M, et la saturation (B/M =0,24 à 0,35) est obtenue

f„r J* M '-v a flgUrC 6 donne un exemple de la courbe du B/M, en fonction de la concentration en

I du milieu pour la branchie d’Anguille et, à titre comparatif, les courbes obtenues pour les

ovocytes de Truite et la thyroïde de Saumon.

T/M B/l

-Log.[r] (M)

Fl £," ®." Variations du rapport [I ] tissu/[I ] milieu (T/M) pour les coupes de thyroïde de Saumon et des ovocytes de

truite et du B/M [I J de la branchie d’Anguille en fonction de la concentration en I~ du milieu d’incubation à 16°.

, k® concentration de l’iodure fixé « activement» peut être calculée à partir du B/M [ l3l I] et

de 1 activité spécifique de l’iodurc du milieu d’incubation, en tenant compte de la fraction du volume

tissulaire occupée par l’iodurc pénétrant par diffusion, laquelle est égale à la valeur du B/M pour

la concentration de saturation en iodure, soit en moyenne 0,30. La concentration en l27 I par kg

de branchie sera égale à : °

[I] = (B/M —0,30) [I 0 ]

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

I 0 étant la concentration en 127 I par litre de milieu à la fin de l’incubation, laquelle se déduit de la

radioactivité de ce milieu à ce moment.

Tableau 9

Influence de la concentration en 127 I _ du milieu d’incubation sur le B/M de la brancliie d’Anguille.

Concentration en 127 I

B/l

131 I sans entraîneur

2.20

0.91

0.67

2.63

1.46

S.HT 7 «

3.50

2.19

1 .10" 6 ■

5.36

1.23

2,49

2.10" 6 K

1.73

3,03

5.10“ 6 «

11.38

5.55

3,43

8.94

11.95

1.1IT 5 «

11.58

5.43

5.44

10,11

2 .10” 5 «

4.66

5.10" 5 #

3.58

5,49

ur 4 «

2.62

i.ir* «

0,35

0,24

La concentration de l’iodure fixé « activement » dans la branchie peut atteindre des valeurs

très élevées : 30 mg par kg pour une teneur du milieu de 5.10 _s M, 75 mg par kg pour une teneur

de 2,5.10 -4 M. Lorsque la concentration de l’iodure dans la branchie est portée graphiquement en

fonction de la concentration en iodure du milieu externe, on obtient, non pas la courbe hyperbolique

habituelle de Henry Michaelis, mais une courbe sigmoïde (fig. 7). En portant graphiquement

l’inverse de ces paramètres, selon la représentation de Lineweaver-Burk, la relation n’est pas

linéaire comme dans le cas des autres tissus concentrant les iodures (e/. Woi.FF et Maurey, 1961)

mais curviligne (fig. 12).

D. COMPARAISON DU TRANSPORT BRANCHIAL DE I ET DU TRANSPORT D’AUTRES

HALOGÈNES : Ch ET Br~

Krogh (1937, 1939), avait suggéré que le transport branchial de Cl pouvait s’effectuer par

échange des ions Ch contre des ions IIC0 3 _ . Cet échange anionique a été mis en évidence par Maetz

et Garcia-Romeu (1964) chez le Cyprin. Ces auteurs montrent que l’addition d’ions bicarbonate

dans le milieu extérieur inhibe l’entrée de Ch, alors que l’injection de bicarbonate au poisson stimule

l’entrée de Ch. Cet échange est dépendant de l’anhydrase carbonique qui fournit des ions IICO -

et H+, car l’inhibition de cette enzyme entraîne une inhibition corrélative des échanges de Ch

au niveau de la branchie (Maetz et Garcia-Romeu, 1964). L’échangeur anionique serait, selon

Maetz (1964), susceptible d’échanger également l’ion Br~ et, à un moindre degré, l’ion I~. Le trans¬

port branchial des iodures paraissant très différent du transport thyroïdien, l’hypothèse de Maetz

méritait d’être prise en considération.

Nous avons donc étudié l’effet, sur le transport de I - , des ions HC0 3 -, d’une part, et d’un

inhibiteur spécifique de l’anhydrase carbonique : l’acétazolamidc ou 2-acétyl amino 1,3,4-thia-

diazole 5-suIfonamide, d’autre part.

1. Action de l’ion HC0 3 _

Nous avons montré plus haut que la présence d’ions HC0 3 dans le milieu d’incubation ne

modifiait pas, par elle-même, le transport branchial de h chez l’Anguille. Une expérience in vivo

a confirmé ce résultat.

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION

L’iODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

Concentration I“:M. 10” 6

Fig. 7. Variations de la concentration de I" « fixé activement » dans la brancliie en fonction de la concentration en I~

du milieu d’incubation.

Protocole expérimental : Après avoir reçu, dans la cavité générale, une injection de 10 pc de '“I sans entraîneur,

les Anguilles, d’un poids moyen de 45 g, sont immédiatement mises dans un bain de bicarbonate de sodium (15 litres)

additionne de 100 pc de 131 I sans entraîneur. La concentration en NaHCO,, 0,015 M, est voisine de celle utilisée par Maetz

Ct G *« c,a - Rome U (1964). Les Anguilles témoins sont dans un bain de NaCl, 0,015 M, (t = 14 °C). Les poissons sont

sacrifiés après 18 heures de séjour dans le bain salin.

Résultats : L’ion HC0 3 _ ne modifie pas le transport branchial de I~ : les B/M, B/S et S/M

( l3l I) ne sont pas significativement différents dans les deux groupes de poissons (tableau 14).

L’excrétion totale ct branchiale de 126 I n’est pas non plus affectée par l’ion bicarbonate (tableau 15).

2. Influence d’un inhibiteur de l’anhydrase carbonique : l’acétazolainide (Diainox)

— Expériences « in vivo »

a) Anguille

, Protocole expérimental : Des Anguilles pesant de 33 à 57 g reçoivent, dans la cavité générale, une injection

in 0,1 i .ni Une 8olul,on . ,le Di“mox à i 0 p . 1 000 dans du NaCl à 8 p. 1 000 (soit 1 mg par animal) et une injection de

1U pc de 1 sans entraîneur. Les témoins reçoivent une injection de solution physiologique. Les deux lots d’Anguilles

sont mis aussitôt après les injections dans 15 litres d’eau de ville additionnée de 80 ne de m I sans entraîneur et sacrifies

16 heures plus tard (t = 14 °C).

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

Tableau 10

Influence de i’acétazolamide sur l’absorption branchiale d’iodure ( l3l I) in vivo chez l’Anguille

et la Carpe

Espèce

Traitement

B/S

S/M

Anguille.

Témoin (5).

Acétazolamide (6).

7,36 ±1,01

8,45 ± 1,74

1,14 ± 0,15

1,29 ± 0,17

8.11 ± 1,15

6,70 ± 1,10

C„p„..

Témoin (4).

Acétazolamide (4).

0,13 ± 0,020

0,26 ± 0,039*

2,21 ± 0,42

2,15 ± 0,16

0,061 ± 0,0075

0,120 ± 0,011***

Tableau 11

Influence de l’acétazolamide sur l’excrétion d’iodure ( 188 I) chez l’Anguille

■■•I/g sang/100 g eorps/p. 100 de la dose

B,S

Témoin (5).

Acétazolamide (6).

0,44 ± 0,019

0,46 ± 0,017

0,52 ± 0,016

0,47 ±0,018

Résultats (tableaux 10 et 11) : L’acétazolamidc n’influence, ni l’absorption branchiale

d’iodure, ni l’excrétion de ce dernier : les rapports B/S, B/M, S/M ( l3l I) et B/S ( ,SB I), ainsi que la

concentration en 12B I du sang, ne sont pas significativement différents chez les poissons traités et

témoins. Cependant, l’impossibilité de mettre en évidence un transport branchial de Cl - chez

l’Anguille (Kroch, 1937; Garcia-Romeu et Motais, 1966; Motais, 1967) pouvait permettre de

douter de la signification des résultats obtenus avec l’acétazolamide chez cette espèce. Une expé¬

rience analogue a donc été réalisée sur la Carpe, voisine du Cyprin, chez lequel l’absorption de

l’ion Cl~ est bien démontrée.

b) Carpe

Protocole expérimental : Des Carpes pesant de 660 à I 100 g reçoivent en injection une dose de Dianiox équi¬

valente à celle administrée aux Anguilles, soit 20 ing par kilo, les témoins recevant une injection de solution physiologique

Les deux lots sont sacrifiés après 6 heures de séjour dans 60 litres d'eau (t 17°) additionnée do 120 p.C de ,M I sans entrai

Résultats (tableau 10) : L’inhibiteur de l’anhydrase carbonique qui, chez le Cyprin rece¬

vant une dose équivalente, inhibe totalement le flux d’entrée de Cl - (Maetz et Garcia-Romeu

1964), n’entraîne aucune inhibition du transport de T“. Bien au contraire, le transport de I~ est

nettement stimulé comme l’indiquent les rapports B/M et S/M qui sont significativement pl U8

élevés que chez les animaux traités tandis que le B/S n’est pas modifié.

— Expériences « in vitro » (tableau 12)

L’acétazolamide à la concentration de 10~ 6 M, ne modifie pas le B/M de la branchie

d’Anguille. Une inhibition nette apparaît à la concentration de 10 4 M et elle est presque totale

à 10 -3 M. Cet effet n’est cependant pas lié à l’action spécifique de l’acétazolamide sur l’anhydrase

carbonique car un dérivé voisin de l’acétazolamidc, le sulfathiazol, lequel n’est pas un inhibiteur

de l’anhydrase carbonique, empêche également l’entrée d’iodure dans la branchie à la concen¬

tration de 10 -3 M. Il est vraisemblable que cette inhibition est liée à la présence du groupement

sulfonamide dans ces deux composés et résulte, comme nous l’indiquerons plus loin (c/. chapitre 4)

d’une iodation du sulfathiazol et de l’acétazolamidc.

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE L’iODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

Tableau 12

Influence de dérivés sulfamidés sur le B/M ( l3l I), in vitro, de la branchie d’Anguille (Témoin = 100)

Sulfamide

Concentration

.0- M | ,0- M

10-‘ M

Acétazolamide.

Sulfathiazol.

2 (2) | 50 (4)

6 (2)

118 (4)

De toutes ces expériences, il ressort que le transport des iodures s’effectue par un mécanisme

tout à fait différent de celui de Cl - et sans relation directe avec l’anhydrase carbonique et un échange

avec les ions HC0 3 ~.

E. INFLUENCE DE DIVERS FACTEURS ÉCOLOGIQUES

1. Influence du changement de salinité du milieu extérieur

La branchie des Téléostéens euryhalins est capable d’adapter ses échanges d’électrolytes en

fonction de la salinité du milieu. En eau douce, elle absorbe activement les ions Na + et Cl - tandis

qu’en eau de mer elle excrète activement ces mêmes ions. Il importait donc de savoir si l’inversion

fonctionnelle des échanges d’électrolytes, déterminée par le transfert d’eau douce en eau salée et

associée d’ailleurs, chez l’Anguille, à une inversion des potentiels électriques transépitkéliaux

(Maetz et Campanini, 1966) modifiait le transport branchial de l’iodure. Signalons que Hunn

(1963) a mis en évidence une diminution de l’absorption de l’iodure chez la Truite lorsque celle-ci

est mise dans une solution de NaCl hypertonique (12,7 p. 1 000), le S/M, égal à 1,59 en eau douce,

s’abaisse à 0,79 en milieu salin.

Protocole expérimentai. : Deux expériences ont été réalisées. Une dose de 100 jiC de 131 I sans entraîneur est

ajoutée au milieu externe après 3 jours d'adaptation des Anguilles à une salinité de 17,5 p. 1 000 de NaCl (Expérience 1)

ou après 21 jours de séjour à la salinité de 20 p. 1 000 (Expérience 2), le milieu étant renouvelé chaque semaine (t = 13-14°,

volume d’eau : 20 litres). Les poissons sont sacrifiés 24 heures après l’addition de m I, en même temps que des témoins en

eau douce. Dans l’expérience 2, deux Anguilles adaptées à l’eau de mer sont transférées en eau douce au moment de l’addi¬

tion de U, I. Afin de ne pas modifier sensiblement la teneur en iodure du milieu hypertonique, par rapport à l’eau douce,

l’eau salée est préparée à partir de NaCl pour analyses. Dans les deux expériences, des branchies prélevées sur les Anguilles

de chaque groupe expérimental sont incubées en présence de m I sans entraîneur dans du NaCl à 9 p. 1 000 (Expérience 1)

ou du KRP (Expérience 2).

Résultats (tableau 13) : L’adaptation à l’eau salée entraîne une inhibition du mécanisme

branchial de transport de l’iodure, l’effet étant d’autant plus important que l’adaptation a été

plus longue. Le B/M est diminué considérablement, d’un facteur 5 après 3 jours d’adaptation et

d’un facteur 30 après 21 jours. De même, le S/M est diminué significativement d’un facteur 7 après

3 jours d’adaptation et d’un facteur 14 après 21 jours. Cependant, malgré ces variations du B/M

et du S/M, le rapport B/S n’est pas significativement modifié dans les deux séries. Ce fait indique

que l’inhibition en milieu hypertonique intervient au niveau de la concentration de I - dans la

branchie, mais que l’épuration par le sang de l’iodure branchial n’est pas affectée, en accord avec

l’hypothèse d’un transfert passif branchie-sang.

Le transfert d’eau salée en eau douce, au début de l’addition de 131 I au milieu, détermine

une reprise du transport d’iodure s’exprimant par l’augmentation importante du B/M et du S/M.

Cependant ces rapports sont encore respectivement 2 fois et 5 fois plus faibles, que chez les poissons

adaptés à l’eau douce. Le B/S en revanche est très élevé. Les valeurs relatives du B/M, B/S et

S/M chez les Anguilles transférées, traduisent une situation du transport analogue à celle observée

chez les Anguilles en eau douce, après environ 6 heures de séjour dans le bain radioactif (c/. fig. 2),

c’est-à-dire B/M relativement élevé, B/S très élevé et S/M faible. Il apparaît donc que, lors du

transfert en eau douce d’une Anguille adaptée à l’eau salée, il y a un temps de latence assez long,

18 heures environ, avant la reprise du transport d’iodure.

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

Tableau 13

Influence du changement de salinité du milieu extérieur sur le transport branchial d’iodure chez

l’Anguille

Milieu

In m>( ,31 I)

In vitro ( 125 I)

•/«

b/s

s/«

i/i

Expérience 1

Eau douce (5)

Eau salée (5)

Il inrij

3,35 ±0,96

0,68 ±0,29*

3.06 ±0,76

4.11 ± 0,99

1,24 ±0,45

0,18 ±0,036*

+i +i

Expérience 2

Eau douce (5)

Eau salée (6)

(21 Jours]

9,43 ±2.87

0.32± 0,022***

3,50 ±0,75

3,17 ± 0,77

1,86 ± 0.42

0,13 ±0,018***

1.19 ± 0,17

0,48 ± 0,055***

Transfert d'eau salée

en eau douce (2)

4,61

15,66

0,35

Les expériences in vitro sur les branchies de ces mêmes Anguilles confirment les résultats

obtenus in vivo. L’inhibition de la concentration d’iodurc dans les branchies d’Anguilles adaptées

à un milieu hypertonique est évidente et la différence des B/M est très significative (P < 0,01)

dans la deuxième série, où l’adaptation a été plus longue.

2. Influence d’un déséquilibre cationique du milieu

Dans les expériences de changement de salinité rapportées ci-dessus, seule la concentration

des ions Na + et Cl - a été modifiée. Or, dans l’eau de mer, il y a également augmentation de la

concentration d’autres ions, et notamment de Ca ++ et Mg ++ . Nous avons donc étudié l’influence

d’une augmentation de concentration de ces cations. L’effet d’une augmentation de l’ion NH +

a également été recherché car, chez les Téléostéens en eau douce, le transport actif de Na + par

la branchie résulte d’un échange NH 4 +/Na+ et il est inhibé par l’addition d’ions NH 4 ' dans le

milieu externe (Maetz et Garcia-Romeu, 1964).

Protocole expérimental : Les Anguilles uppariienent au même lot que celles utilisées pour étudier l’action d

l’ion HCOj et le protocole expérimental (volume et température de l’eau, doses de m I et IM I, temps de sacrifice) est idcnliq

à celui adopté dans cette expérience (cf. ce chapitre. Section Dl). Les trois cations : NU,', Ca* 1 et Mg". sont ajoutés a

milieu extérieur sous forme de chlorure afin d’obtenir, pour chacun d’eux, une teneur do 15 mEq par litre, identique i

celle de l’ion Na + dans le milieu des Anguilles témoins (NaCI, 0,015 M). Dans tous ces milieux très hypotoniques au milieu

intérieur, la concentration en Cl - est donc identique, la seule différence résidant dans le cation.

Résultats : Aucun des trois cations n’affectc l’excrétion totale et branchiale de t*®!

(tableau 15). Tous les groupes excrètent environ 10 p. 100 de la dose et la radioactivité en l26 I

du sang ainsi que le B/S ( 128 I) ne sont pas significativement différents de ceux mesurés chez les

témoins.

L’ion NH 4 + ne modifie pas le transport de l’iodure (tableau 14); celui-ci est donc indépendant

du transport de Na+. Au contraire, dans les conditions d’expérience choisies, les ions Mg' ' c t

Ca ++ influencent l’absorption des iodures (tableau 14) :

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’IODURÉMIE CHEZ

TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

Tableau 14

Influence de différents ions dans le milieu extérieur sur l’absorption d’iodure ( l31 I) chez l’Anguille

Traitement

B/H

B/S

S,H

Témoin (NaCl : 0.015M) (5).

NH.Cl : 0,015 M (3).

MgCI, : 0,0075 M (5).

CaCl,: 0,0075 M (5).

NaHCO,: 0,015 M (5).

2,35 ± 0,077

2,69 ±0,18

3,93 ± 0,31***

6.25 ± 0,42****

2.26 ± 0,096

1,22 ± 0,12

1,28 ± 0,14

2,01 ± 0,23**

1,89 ± 0,28*

1,33 ± 0,09

2,00 ± 0,21

2,13 ± 0,13

2,04 ± 0,26

3.70 ± 0,76*

1.71 ± 0,12

Tableau 15

Influence de différents ions dans le milieu extérieur sur l’excrétion d’iodure ( l28 I) chez l’Anguille

Traitement

P ' pour* 1 1*00 g'eor^° K

B/S (‘»I)

(p El ioo U do“e)

Témoin (NaCl : 0,015 M).

1,21 ± 0,05

0,49 ± 0,012

9,8

NH 4 C1 : 0,01S M.

1,22 ± 0,13

0,52 ± 0,048

10,5

MgCI,: 0,0075 M.

1,12 ± 0,15

0,49 ± 0,021

11,5

CaCl, : 0,0075 M.

1,33 ± 0,16

0,45 ± 0,037

10,0

NaHCO, : 0,015 M.

1,33 ± 0,05

0,47 ±0,012

9,2

1. En présence de Mg ++ , le B/M et le B/S sont significativement augmentés, mais le S/M

n’est pas modifié.

2. Avec Ca ++ , les trois rapports sont significativement augmentés par rapport aux témoins

et le B/M et le S/M le sont également par rapport aux Anguilles dans le bain de MgCl 2 .

L’augmentation du B/M semble indiquer une stimulation du mécanisme branchial de concen¬

tration de l’iodure, plus importante avec Ca ++ qu’avec Mg ++ . Cependant, cette stimulation

n’entraîne pas de modifications du S/M dans le cas de Mg ++ et une augmentation proportionnel¬

lement moindre de ce rapport (comparée à celle du B/M) dans le cas de Ca ++ . Cette opposition

résulte de l’augmentation du B/S qui est significative et pourrait donc traduire une inhibition

du transfert de 1“ de la branchie au sang.

Ces résultats sont apparemment en contradiction, d’une part avec ceux de Hunn (1963)

et, d’autre part, avec nos résultats in vitro relatifs à l’influence de la composition ionique du milieu.

Hunn, dans une étude in vivo de l’absorption de l’iodure chez la Truite arc-en-ciel dans différents

milieux : eau distillée, eau de ville, NaCl à 6 p. 1 000 et Ringer à 66 p. 100, observe que le B/M

est plus élevé en eau distillée (Ca ++ = 0) qu’en eau de ville (Ca ++ = 2,6 mEq/1) et plus élevé en

NaCl à 6 p. 1 000 (Ca ++ = 0) qu’en Ringer à 66 p. 100 (Ca ++ = 8,6 mEq/1). Il en conclut que

l’ion Ca ++ inhibe l’absorption de l’iodure. Il est permis d’objecter à cette conclusion que l’ion Ca ++

n’est pas le seul élément variable, Cl" varie d’un milieu à l’autre, l’eau de ville contient un certain

nombre d’ions absents des autres solutions, le Ringer est riche en K+ alors que les autres milieux

en contiennent peu (eau de ville) ou pas du tout (eau distillée, NaCl à 6 p. 1 000), enfin la teneur

en I - varie également. C’est ainsi que l’absorption plus importante en eau distillée qu’en eau de

ville peut résulter uniquement de l’activité spécifique plus élevée de 1“ dans l’eau distillée. De

plus, l’absorption est identique en eau de ville contenant Ca++ et en NaCl à 6 p. 1 000 qui n’en

contient pas. Une conclusion valable ne peut être tirée des résultats de Hunn quant à l’action

de Ca++.

Les expériences in vitro montrent que le B/M n’est pas modifié en absence ou en présence

de Ca ++ (1,3 mEq) ou Mg ++ (1,2 mEq), donc que ces cations ne semblent pas influencer dircc-

Source : MNHN, Paris

JACQUES LEL<

tement le mécanisme branchial de transport d’iodure. La divergence entre l’action stimulante

in vivo et l’indifférence in vitro pourrait s’expliquer, soit par la concentration 11 fois plus élevée

en cations dans les expériences in vivo, soit par une action indirecte de ces cations sur le méca¬

nisme branchial. En faveur de cette dernière hypothèse, rappelons que Étienne (1959) a montré

que des Truites, mises dans un bain de CaCl 2 ou de MgCl 2 de concentration trois fois supérieure

à celle utilisée ici, présentaient, 48 heures plus tard, à 12°, une hyperactivité thyroïdienne (augmen¬

tation très importante et significative de la hauteur épithéliale, résorption de la colloïde), plus

importante avec Ca ++ (hauteur épithéliale triplée) qu’avec Mg + 1 (hauteur épithéliale doublée).

Cette hyperactivité thyroïdienne résulte d’un déséquilibre minéral car elle n’apparaît plus si le

milieu extérieur est équilibré en cations monovalents et bivalents. Or, nous montrerons plus loin

que le transport branchial d’iodure est contrôlé par la sécrétion thyroïdienne. La stimulation bran¬

chiale pourrait donc être la résultante de la stimulation thyroïdienne. Dans cette hypothèse

l’absence de variation du S/M avec Mg ++ et l’augmentation proportionnellement plus faible du

S/M par rapport au B/M avec Ca++ pourrait s’expliquer par une augmentation de la clearance

thyroïdienne de l’iodure sanguin, qui masquerait ou diminuerait l’augmentation du S/M et

corrélativement augmenterait le B/S. Signalons d’ailleurs que l’ablation des corpuscules de

Stannius, qui entraîne une hypercalcémie chez l’Anguille (Fontaine, 1964 b) détermine également

une activation thyroïdienne (Leloup et Leloup-Hatey, 1964).

3. Température du milieu extérieur

Protocole expérimental : Des Anguilles adaptées pendant 2 semaines, respectivement à 8 U et 20", dans 15 litres

d’eau renouvelée régulièrement, sont sacrifiées 24 heures après l’addition de MI I à l’eau des aquariums. 8

Résultats (tableau 16) : Le transport branchial est ralenti à basse température : le B/S

est significativement plus élevé et le S/M significativement plus faible à 8°; le B/M n’est pas

différent à 20 et à 8° car, à haute température, la courbe de ce paramètre est vraisemblablement

déjà dans sa phase descendante. Ces résultats in vivo confirment donc l’action du facteur tempé¬

rature observée in vitro. Il est cependant possible qu’à l’action propre de la température se

surajoute, in vivo, une intervention de la thyroïde, l’activité de cette glande étant stimulée par

la température chez l’Anguille (Leloup, 1958 b). 1

Tableau 16

Influence de la température sur le transport branchial d’iodure (ire vivo) chez l’Anguille

B/M

B/S

8 »C

20 «C

6,01 ± 1,82 (4)

6,99 ± 1,53 (4)

14,63 ± 2,82*

5,37 ± 1,39

0,43 ± 0,06***

1,37 ± 0,19

IV. DISCUSSION

L’absorption branchiale d’iodure est un phénomène actif. Au contraire, la sortie d’iodure

peut être considérée comme passive puisqu’elle s’effectue selon le gradient élcctroehimique. En

accord avec cette théorie, l’excrétion branchiale d’une dose de 125 I n’est pas modifiée, comme

l’indique la constance de la radioactivité sanguine et du B/S ( l25 I) (cf. paragraphe III C 1 et tableaux

11 et 15) lorsque, à la suite d’un traitement in vivo, l’entrée d’iodure est inhibée, stimulée ou inchangée

De même, nous avons constaté, in vitro, que la sortie dans le milieu d’incubation du l3l I préala¬

blement concentré, in vivo, dans la branchic, n’est pas significativement différente quelle que

soit l’activité du mécanisme branchial de concentration (mesurée in vivo ou in vitro) résultant

de l’état physiologique des animaux ou des conditions expérimentales.

***

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE i/iODUKÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE 37

Les mécanisme, de transport branchial de 1~ cl de Cl' sent differents, mai, il semble neanmoins

exister une certaine interférence entre eux puisque, chez la Carpe, lorsque le transport de Cl“

est bloqué par l’acétazolamide, le transport d’iodure est doublé tandis que, chez l’Anguille, incapable

d absorber Cl , l’acétazolainide ne modifie pas le transport de I~. De plus, en milieu hypertonique

qui induit une inversion du transport des électrolytes, la branchie excrétant désormais Na+ et

Cl , 1 absorption d’iodure est inhibée. Ces faits indiquent peut-être que le même type de cellules

branchiales est impliqué dans le transport d’iodure et dans le transport des électrolytes. Il pourrait

s’agir, dans cette hypothèse, des cellules spécialisées de Keys et Willmer, appelées encore cellules

à chlorure, dont le rôle double dans l’absorption et l’excrétion des électrolytes, bien qu’il soit

dénié par certains (c/.. Revue de Parry, 1966), est très probable d’après d’autres auteurs

(Getman, 1950; Ogawa, 1962; Philpott et Copeland, 1963; Philpott, 1965). Remarquons

que le transport d ions contre un gradient de concentration implique une source d’énergie, ATP,

d’origine essentiellement mitochondriale. Or, de toutes les cellules épithéliales branchiales, seules'

les cellules à chlorure sont riches en mitochondries, que le poisson soit en eau douce ou en eau

de mer (Doyi.e et Gorecki, 1961; Philpott et Copeland, 1963; Straus, 1963; Jozuka, 1966).

De plus, le changement de milieu s’accompagne d’une modification de l’aspect et de l’ultra-

structure de ces cellules (Kessel et Beams, 1962; Philpott et Copeland, 1963; Tiireadgold

et Houston, 1964). Enfin, l’adaptation en eau de mer du poisson euryhalin, Fundulus lieteroclitus

entraîne une augmentation considérable (6 à 10 fois) de l’ATPase Na+, K+ activée, dans les

branchies et les pseudobranchies (Epstein et ai., 1967), augmentation intéressant probablement

surtout les cellules spécialisées puisque la pseudobranchie est essentiellement constituée par ce

type de cellules (Copeland, 1947; Paiiry et Holliday, 1960). Cette augmentation de l’ATPase,

qui implique une utilisation accrue d’ATP, est en accord avec l’accroissement des flux d’électrolytes

en eau de mer.

Dans 1 hypothèse de l’absorption de I - assurée par les cellules spécialisées, il est concevable

que les importants remaniements structuraux et fonctionnels, déterminés dans ces cellules par

1 adaptation à l’eau de mer, affectent le transport de I - . La persistance de l’inhibition de la fixation

de I , lorsque la branchie d’Anguille adaptée à l’eau salée est incubée dans un milieu isotonique,

plaide en faveur d’une modification cellulaire et contre l’hypothèse d’une diminution de l’affinité

du « transporteur » pour I - , en eau de mer, puisque celle-ci devrait redevenir normale in vitro et

donc le transport^ de I~ être rétabli. En revanche, les faits observés peuvent s’interpréter en

admettant un arrêt de la synthèse du « transporteur » en eau de mer : l’inhibition de la fixation

de 1 , déjà nette après 3 jours en eau de mer, correspondrait à une diminution importante de la

quantité du « transporteur » par suite de son non-renouvellement et l’inhibition considérable après

20 jours en eau de mer, à la disparition totale de celui-ci; inversement, le délai d’environ 18 heures

observé lors du transfert d’eau de mer en eau douce, dans la reprise du transport de I - , représen¬

terait le temps nécessaire à la synthèse du « transporteur ». Dans cette éventualité, quel serait

le mécanisme de l’inhibition de la synthèse du « transporteur ». A titre d’hypothèse, il est possible

d envisager une action directe ou indirecte (hormonale par exemple) de la teneur en électrolytes

du milieu intérieur sur le répresseur réglant la synthèse du « transporteur ». On sait en effet que,

chez 1 Anguille, adaptée à l’eau de mer, la natrémie et la chlorémie sont nettement plus élevées

qu en eau douce (Sharratt et al., 1964; Oide et Utida, 1967) et que la pression osmotique influence

la sécrétion de prolactine par des hypophyses en survie de Téléostéens (Sage, 1966).

Le transport branchial d'iodure se différencie du transport thyroïdien d’iodure par de nombreux

caractères :

1. Son insensibilité à l’ouabaïne et à l’absence d’ion K + dans le milieu d’incubation;

2. Son insensibilité à l’absence d’ion Ca ++ dans le milieu d’incubation alors que le T/M [I _ l

1964.f U P CS diminue <1° 50 p. 100 dans un milieu sans Ca+ + (Alexander et WOLFF,

3. Sou insensibilité à l’amytal alors que ce dernier diminue le T/M [I~l de

thyroïde de 40 p. 100 environ (Tylf.r et al., 1968);

coupes de

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

4. Son insensibilité à l’ion C10 4 ~ et, au contraire, son inhibition par la thiourée ou le thio¬

sulfate. Remarquons que cette action inhibitrice des deux composés soufrés n’est pas due à leur

caractère réducteur puisqu’un autre agent réducteur, le ferrocyanure, est sans effet sur la concen¬

tration branchiale de I - (tableau 7);

5. La saturation du mécanisme de transport suit un processus différent de celui observé

pour la thyroïde ou d’autres tissus concentrant les iodures. Le B/M au lieu de diminuer régu¬

lièrement en fonction de la concentration en 127 I _ du milieu, augmente d’abord et ne commence

à diminuer que pour une concentration de 1 à 5.10 _B M, qui représente, pour la thyroïde ou les

autres tissus extrathyroïdiens, le K M (diminution de 50 p. 1000 du T/M[I - ]) (Wolff, 1964).

La relation entre la concentration d’iodure ( 127 I) dans la branchie et la concentration d’iodure

(substrat) dans le milieu s’exprime par une courbe sigmoïde, et non par un arc d’hyperbole, dans

la représentation ordinaire, et par une courbe, et non une droite, dans la représentation graphique

de Lineweaver-Burk. Le processus de concentration d’iodure dans la branchie ne peut donc

être décrit par l’équation de Michaelis-Menten correspondant à une relation monomoléculaire.

La courbe sigmoïde indique qu’au moins deux molécules de substrat se lient avec une molécule

de « transporteur » et que la liaison d’une molécule de ligand ( l27 I) facilite la liaison d’une autre

molécule de ligand, en d’autres termes, qu’il y a un effet « coopératif» dans la liaison de plus d’une

molécule de substrat. Cette cinétique particulière est caractéristique des systèmes allostériqucs

(Monod et al., 1963; Monod, 1966). Une protéine allostérique pourrait donc être impliquée dans

le transport branchial d’iodure. Les variations considérables de la fixation branchiale de I - en

fonction du pH peuvent être interprétées en faveur de cette hypothèse puisque les systèmes

allostériques sont fortement influencés par ce facteur (Atkinson, 1965).

Il n’est pas sans intérêt de comparer la réponse du transport branchial aux divers inhibiteurs

métaboliques et agents chimiques utilisés dans cette étude avec les effets de ces mêmes composés

(lorsqu’ils ont été essayés) sur le transport de I - dans les différents tissus de Vertébrés concentrant

cet anion, ainsi que chez divers Invertébrés et chez les Végétaux, notamment les Algues. Les

données de la littérature sont rassemblées dans le tableau 17. Dans ce tableau, les divers tissus

de Vertébrés (branchie exceptée) n’ont pas été considérés isolément. En effet leur réponse aux

inhibiteurs et agents chimiques s’est révélée (lorsqu’elle a été étudiée) identique à la réponse

thyroïdienne.

Il existe un certain nombre de points communs à tous les mécanismes de fixation des iodures.

Tous sont inhibés, en anaérobiose, par le 2-4 dinitrophénol et par le cyanure, ce qui implique que

tous nécessitent l’intégrité du métabolisme oxydatif et des phosphorylations oxydatives, donc

dépendent de la production d’énergie, vraisemblablement de l’ATP. Tous sont également inhibés

par SCN~, ce qui n’entraîne pas nécessairement que le mécanisme d’action de cet ion soit identique

dans tous les cas. En effet, SCN - est un inhibiteur compétitif du transport d’iodure dans la thyroïde

et d’autres tissus de Vertébrés mais il inhibe également l’organification de l’iode, soit in vivo, soit

in vitro, dans les tranches de thyroïde (Greer et al., 1966), soit dans des systèmes accllulaires

(Pitney et Fraser, 1953; Wyngaarden et Stanbury, 1955; Tong et Chaikoff, 1955; Alexander

1959). Cette action sur l’organification de l’iodure n’est pas due à la diminution du substrat (I~)

déterminée par l’inhibition de sa fixation, puisqu’elle est aussi nette en présence de quantités

de l27 I importantes (Greer et al., 1966). SCN - interférerait donc avec l’oxydation des iodures

préalable à leur incorporation dans la molécule organique. Cette action est possible parce que

le potentiel d’oxydo-réduction du couple :

SCN- ^ 1/2 (SCN) 2 + e- = + 0,77 volt

est proche de celui de l’iodure (Wolff, 1964) :

I- ^ 1/2 Ij + e- = + 0,535 volt

L’oxydation de SCN“ en S0 4 par le tissu thyroïdien a été démontrée (Wood et al., 1947; Maloof

et Soodak, 1959) et elle est parallèle à celle de l’iodure dans sa réponse aux inhibiteurs du système

oxydatif et à la stimulation (TSH) ou la mise au repos (hypophysectomie) de la thyroïde (Maloof

et Soodak, 1966). L’inhibition de la fixation des iodures par SCN“, générale pour tous les tissus

ou organismes concentrant ceux-ci, peut donc résulter de deux mécanismes différents intervenant

seuls ou successivement, inhibition compétitive du transport de 1“ ou inhibition de l’oxydation

des iodures. Signalons que, dans la thyroïde, l’inhibition du transport apparaît pour des concen¬

trations en SCN - nettement inférieures à celles efficaces sur l’oxydation de I~ (Greer et al

1966).

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’IODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

Tableau 17

Influence comparée de divers inhibiteurs métaboliques ou agents chimiques

sur le transport de l’iodure chez les végétaux et les animaux

=■

Ij*-

■5?

£=

Espèces

—

“

ALGUES

Rhodophyta

Gracilaria foliifera

Rhodymenia palmata

Laminaria flexicaulis

Laminaria digitata

Nereocystis luetkeana

+■

Fuc a je_s

Ascophyllum nodosum

Fucus ceranoides

Fucus vesiculosus

Fucus serratus

CJorppJyta

Enteromorpha compressa

2.3

Enleromorpha intestinal

Ulva sp.

2.3

Honostrema oxycoccum

Gharophyti

Nitella

Chara globularis

MONOCOT YLFDONES

Zostera nana

DICOTYLEDONES

Callitriche aquatica

BRYOZOAIRES

Bugula neritina

3.9

MOLLUSQUES

Mytilus galloprcvincialis

110

VERTEBRES

Branchie) Anguille ou Truite)

Thyroïde

Références. — 1. Cutknecut (1965). — 2. Roche et André (1966 b). — 3. André (1965). — 4. Shaw (1959). —

SJS* « (WK). T £«*»! (>»)• - 7. Klemperer (1957). - ». Vol» (I960). - 9. Roche et André

(1965). — 10. Roche et André (1966 a). — 11. Leloup (ce travail). — 12. Wolff (1964).

® es différences apparaissent entre les tissus concentrant I - lorsque l’on considère leur réponse

a d autres inhibiteurs ou composés chimiques et ces différences opposent généralement la thyroïde

et les tissus extrathyroïdiens des Vertébrés d’une part et les tissus d’invertébrés et de Végétaux

il autre part, la branchie de Téléostéens d’eau douce appartenant à ce second groupe. Ainsi :

Source : MNHIf Paris

JACQUES LELOUP

a) L’ouabaïne inhibe le transport thyroïdien des iodures mais est sans action sur le transport

branchial ou chez les Végétaux, Algues notamment; elle n’a qu’un très léger effet sur un Bryozoaire,

Bugula, et à concentration élevée (10 -3 M), alors qu’elle est active sur la thyroïde de Mouton à

beaucoup plus faible concentration (inhibition de 50 p. 100 pour 3.10 7 M) (Wolff, 1960).

b) Le thiouracile ou la thiourée n’inhibent pas le transport thyroïdien mais sont inhibiteurs

chez les Végétaux, les Invertébrés et dans le cas de la branchie. Le seul résultat négatif a été rapporté

pour une Algue, Fucus ceranoides, chez laquelle le thiouracile est inactif. Cependant, la thiourée

est inhibitrice chez un autre Fucus. Il est donc possible que cette inefficacité du thiouracile résulte

d’une trop faible pénétration par suite de la faible solubilité de ce produit. Ce point nécessiterait

une nouvelle étude.

La réponse à d’autres inhibiteurs n’est toutefois pas identique chez les divers Invertébrés

Végétaux et dans la branchie. Ainsi, C10 4 ~, inactif sur la branchie, sur des Phaeophyta (Lami-

nariales), des Chlorophyta ( Enleromorpha , Ulva) et chez Bugula , est inhibiteur, chez d’autres

Phaeophyta (Fucalcs) et Chlorophyta ( Monostrema ), chez une Rhodophyta, une Charophyta

et une Dicotylédone. De plus, le thiosulfate, inhibiteur pour la branchie et une Laminaire, est

inefficace sur une Fucale.

Il semble donc que le mécanisme de transport des iodures ne soit pas univoque dans le monde

vivant. En particulier, l’action inhibitrice de la thiourée et du thiouracile, conjuguée à l’inefficacité

d’un anion pleinement oxydé tel que C10 4 , peut impliquer une oxydation des iodures préalable

à leur pénétration dans la cellule, suivie d’une réduction à l’intérieur de celle-ci puisque, chez

les Algues, comme dans la branchie, l’iode minéral concentré est sous forme I~. Un tel mécanisme

a été proposé par Shaw (1959) pour une Algue brune, Laminaria digitata. Shaw étaie son hypo¬

thèse sur les données expérimentales suivantes :

a) Les agents chimiques, qui réagissent avec I 2 (thiocyanate, thiosulfate, métabisulfite)

pour donner I~, ou se combinent avec I 2 (pyruvate, tyrosine), empêchent l’apparition de I 2 lorsque

de l’iodure est ajouté à l’eau de mer baignant l’Algue et stoppent le transport d’iodure.

b) L’anaérobiose bloque simultanément la formation de I 2 et le transport d’iodurc.

c) Lorsque l’oxydation de I - est inhibée, et donc la fixation d’iodure, l’addition de I 2 dans

le milieu détermine une reprise très nette de l’accumulation de I~ dans l’Algue.

Les résultats de Tong et Cuaikoff (1955) sur Nereocystis (inhibition de la fixation de I~

par le thiouracile et le sulfite) sont également en faveur de la conception de Shaw. Celle-ci n’est

cependant pas admise par Roche et André (1966 b). Pour ces auteurs, l’insensibilité de quelques

Algues et Végétaux supérieurs à C10 4 ~ résulterait de différences de perméabilité, C10 4 ~ ne péné¬

trant probablement pas dans les cellules de ces Végétaux. Il en serait de même pour l’ouabaïne

(Roche et André, 1966 a). Quant à l’action inhibitrice de la thiourée, elle ne porterait pas sur

le transport actif mais s’exercerait sur la combinaison des iodures aux protéines cellulaires, laquelle

combinaison permettrait la fixation de I - dans le protoplasme des Algues après leur transport

actif au niveau de la périphérie cellulaire (Roche et André, 1966 a). Un même mécanisme, lié

à un transport actif, présiderait donc à la fixation des ions I - dans la thyroïde et chez les Invertébrés

et les Végétaux (Roche et André, 1965; 1966 n).

Sans exclure l’éventualité, dans certains cas, d’une imperméabilité de la cellule à CIO -

expliquant l’inefficacité de cet anion, cette hypothèse ne peut être retenue en ce qui concerne

la branchie. En effet, chez des Truites ou des Anguilles mises dans un bain de C10 4 ~, cet anion

franchit la barrière branchiale puisqu’il inhibe, dans le milieu intérieur, la liaison de I- avec une

protéine du plasma de Truite (Leloup, 1967 b et 2 e partie, chapitre 3) et lu fixation d’iodure

dans la thyroïde. Ainsi, par exemple, après 24 heures de séjour dans un bain de l31 I, l’iode fixé

dans la thyroïde d’Anguille représente 30 p. 100 de la radioactivité d’un gramme de sang chez

les témoins et seulement 2,8 p. 100 chez les poissons traités par C10 4 Quant à l’action inhibitrice

de la thiourée sur une combinaison des iodures avec des protéines cellulaires, celle-ci semble peu

vraisemblable. En effet, la thiourée ne modifie pas la liaison de I" avec une protéine du plasma

de divers Salmonidés (Leloup, 1964 c), ni la fixation de I~ dans certains tissus de Vertébrés

Inférieurs où cet ion demeure essentiellement sous forme anionique : chordc dorsale de Lamproie

(Leloup et Fontaine, 1960; Cléments Merlini, 1962), ovaire de Lamproie ou de Téléostéens

(Lindsay et al., 1966; Leloup, résultats inédits). Les hypothèses de Roche et André ne per-

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’IODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

mettent pas d’expliquer l’action inhibitrice d'anions bivalents : S0 3 - , S 2 0 3 —, sur la branchie

ou les Laminaires alors qu’ils n’influcnccnt pas le mécanisme thyroïdien (Wolff, 1964), ni l’inhi¬

bition par la tyrosine chez Laminaria digitata. Enfin, la reprise, chez cette Algue, de la fixation

de I - , en anaérobiose, lorsque cet élément est fourni sous forme oxydée I 2 , est un argument très

sérieux en faveur de la théorie de Shaw.

Il apparaît donc, du moins chez certaines Algues, qu’il y a bien oxydation de I~ avant sa

pénétration dans les cellules du végétal. La similitude de réponse (négative ou positive) à divers

agents chimiques du processus de concentration d’iodure dans la branchie et certaines Algues

conduit à envisager un mécanisme analogue dans les deux cas.

V. CONCLUSIONS

1. Le transport branchial d’iodure est un phénomène actif. Il nécessite l’intégrité de la

cellule, de la chaîne respiratoire et du système de phosphorylations oxydatives qui fournissent

l’ATP, source d’énergie indispensable.

2. Ce transport intervient au niveau de la membrane externe de la cellule branchiale, le

transfert de I - de la cellule au sang s’effectuant passivement selon le gradient électrochimique.

3. Le processus de concentration d’iodurc dans la branchie est très fortement influencé

par la température et le pH. La température optimale est voisine de 25° et le pH optimal de 5,75.

4. L’absorption branchiale d’iodure s’effectue selon un mécanisme différent de celui de

l’absorption des électrolytes, Na + et Cl - . Il n’est pas exclu cependant que le même type de cellules

branchiales soit impliqué dans les deux transports, la concentration de I - étant stimulée, chez

la Carpe, lorsque l’absorption de Cl - est bloquée et, inhibée chez l’Anguille adaptée à un milieu

hypertonique qui entraîne une excrétion branchiale de Na + et Cl - .

5. Le transport branchial se différencie également du transport thyroïdien de I - par sa

réponse à l’absence de certains cations dans le milieu et à divers inhibiteurs métaboliques ou

agents chimiques. En revanche, cette réponse, notamment l’inhibition par la thiourée ou le

thiosulfate et l’inefficacité de l’ion C10 4 - , présente beaucoup d’analogie avec celle observée pour

le transport de I - chez certaines Algues. Cette analogie suggère, comme l’hypothèse en a été émise

pour une laminaire (Shaw, 1959), une oxydation de I - préalablement à son entrée dans la cellule

branchiale suivie d’une réduction à l’intérieur de celle-ci puisque l’iode concentré dans la branchie

est sous forme I - .

6. La courbe sigmoïde décrivant la relation entre l’iodure fixé dans la branchie et la concen¬

tration en I - du milieu peut indiquer qu’une protéine allostérique est impliquée dans le transport

branchial de cet anion.

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

CHAPITRE IV

ÉTUDE DU MÉCANISME DU TRANSPORT BRANCHIAL D’IODURE

L’hypothèse d’une oxydation préalable de I - avant l’entrée dans la cellule branchiale implique

qu’en anaérobiose, un apport d’iode sous forme oxydée, I 2 , dans le milieu d’incubation, entraînera

une reprise nette de la concentration de l’iodure. De plus, l’incubation de branchies en présence

d’une concentration élevée de tyrosine doit, toujours dans l’hypothèse de l’oxydation de I~

inhiber considérablement l’entrée d’iodure par suite de l’iodation de la tyrosine. L’influence de

I 2 , en anaérobiose, et de la tyrosine sur le transport d’iodure a donc été étudiée sur la branchie

d’Anguille.

I. MISE EN ÉVIDENCE D’UNE OXYDATION DE L’IODURE

A. INCUBATION EN ANAÉROBIOSE EN PRÉSENCE DE I 2

1. Protocole opératoire

La solution de I 2 radioactif est obtenue en traitant, dans un tube bouché émeri, 1 ml d’une solution de Nal 10-* M

arquée par 1 »'I, par du nitrite de sodium, en milieu HCl, et en présence do 2 ml d’éther sulfurique. Par agitation ’l nasse

ms l’éther qui se colore en jaune brun. La nhase éthérée est nrélevée et rencontrée tir meiiié c. ’ 1 .

dans l’éther qui se colore en jaune brun. La phase éthérée est prélovéc et concentrée de moitié environ & 40° Sa radioactT

sn-.é est mesurée s„r ..ne frsetinn elim.ete et ne-- A ...-» l’activité Spécifique de la Solution initiale

d’environ 700 fois dans du K HP, p H 7,3

soit Ij (5.10~‘ at. g/l), soit I - (5.10 _ ® M). Après incubation

d’iodure, la concentration ei

de façon à obtenir une concentration de 5.10 - * atomes g 1/1.

Les branchies d’Anguillc sont incubées, en aérobiose ou en anaérobiose (atmosphère de N), dans du KRP contenant

esure de la radioactivité, les filaments branchiaux, découpés

» y»-;-v—---«énéiseur de Potter) dans NuCl à 9 p. 1 000 et l’homoeénat

centmuge 10 minutes a 700 g. Le surnageant, ainsi que le milieu d’incubation, sont alors extraits par 2 volumes de tétra

chlorure de carbone en milieu chlorhydrique. La phase tétrachlorique est décantée et la phase aqueuse réextraile par 1 volum"

de CCI,. La mesure de la radioactivité de la phase aqueuse et des phases télrachloriques réunies permet de connaître 1°

forme chimique (I 2 ou I - ) de l’iode dans la branchie et dans le milieu d’incubation.

La quantité de ,l, I fixé activement par la branchie est calculéo à partir du B/M et de la teneur en l2, I du milieu

la valeur obtenue étant corrigée de l’iode pénétrant par diffusion. ’

2. Résultats (tableau 18)

L’iode fixé dans les branchies incubées avec I 2 n’est pas extractible par CC1 4 ; il est donc

sous forme I - . Au contraire, dans le milieu, la majeure partie de l’iode (67 à 84 p. 100) est sous

forme I 2 à la fin de l’incubation, que l’oxygène soit présent ou non.

Tableau 18

Influence de l’anaérobiose en présence de I 2 ou I~ sur la fixation branchiale de I~

Forme de l'iode

B/M ('«I total)

B/M (»>I-)

»’I Branchie.*

(us P- 10 “ s)

p. 100 '"I milieu

(dan. CCI.)

I-

6,24

292

I-

0,39

0,92

6,10

30,4

I-

5,08

262

I-

0,35

0,3S

I»

1,49

4,79

l 2

0,72

2,83

71,1

* ls, i fixé activement.

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE L’iODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE 43

En anaérobiose, ainsi que nous l’avons montré précédemment, l’entrée de l’iodure est tota¬

lement inhibée, les valeurs du B/M (0,35; 0,39) correspondant sensiblement à l’espace de diffusion

de l’iodure.

Lorsque I - est remplacé par I 2 , la fixation branchiale d’iode reprend : le B/M atteint 0,92

ou 0,72 et la concentration de 127 I fixé activement 30,4 ou 25 pg/100 g de branchie, alors qu’elle

est pratiquement nulle avec I~. Ces valeurs sont cependant nettement inférieures à celles observées

en aérobiose avec I~ (B/M : 6,24 et 5,08; 127 I fixé activement : 262 et 292 pg/100 g). Il est possible

que cette différence résulte d’une saturation du « transporteur » en I 2 , par suite de la concentration

relativement élevée de I 2 dans le milieu. En effet, même en aérobiose, avec I 2 le B/M et la concen¬

tration en 127 I dans la branchie sont environ 3,5 fois plus faibles qu’avec I - . Remarquons, en outre,

que si le B/M[I~], en anaérobiose, est environ 15 fois plus faible qu’en aérobiose, la variation

n’est que du simple au double pour le B/M[I 2 ]. Enfin, si le B/M[I 2 ] est calculé par rapport à I~

présent dans le milieu et non par rapport à la radioactivité totale (I - + I 2 ) de celui-ci, les valeurs

obtenues, que l’incubation soit réalisée en aérobiose ou en anaérobiose, sont du même ordre que

celles du B/M[I~] en aérobiose.

B. INFLUENCE DE LA TYROSINE

1. Protocole opératoire

L'incubation est réalisée, dans du KRP, pH : 5,75 (pH optimum du mécanisme branchial (cf. Chapitre 3) contenant

de la l-tyrosine (2.10-* M) et Nal (5.10 _ ‘ M), soit avec des branchies normales, soit avec des branchies portées avec leur

milieu à 100° pendant 2 minutes, soit sans branchie. Des branchies normales sont également incubées en présence de thiourée

(10 — * M). Le B/M est comparé à celui des branchies témoins incubées dans le même milieu sans tyrosine, ni thiourée.

Les milieux et des homogénats de certaines branchies sont chromatographiés en BAc et en BEA. Avant le dépôt

sur le papier, du thiouracile est ajouté aux milieux et aux homogénats pour obtenir une concentration de 10 -s M. La répar¬

tition de la radioactivité sur les ehromatogrammes est mesurée.

2. Résultats (tableau 19)

En présence de tyrosine, la concentration branchiale d’iodure est 4 à 5 fois plus faible que

celle des témoins. Elle est totalement inhibée par la thiourée (cf. chapitre 3), que le milieu contienne

ou non de la tyrosine.

La chromatographie des milieux d’incubation met en évidence, dans le cas des témoins,

la présence de faibles quantités de MIT et DIT (de traces à 3 p. 100) et de quantités notables de

Tableau 19

Influence de la tyrosine et de la thiourée sur le transport branchial d’iodure,

et la forme chimique de l’iode dans le milieu d’incubation et la branchie d’Anguille

branchie

au milieu

Répartition de 131 1

Milieu

Branchie

Origine

M IT

DIT

Origine

MIT

DIT

Normale

9,30

7,93

85.70

1,9-5

1.15

99,73

v °“'

2,00

2,89

<0,«7

52,55

98.85

Normale

13.04

6,86

85,15

2,89

Tyrosine

2,67

3.90

15,<0

78,2<

0,35

99.25

^Tyrosine

0.21

98,91

Traces

Bouillie

Tyrosine

0,76

98.67

0.29

0.36

Fbs de branchie

Tyrosine

98 57

Traces

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

matériel origine (7 à 8 p. 100) alors que l’iodure représente 85 p. 100 de la radioactivité. Ces

iodotyrosines et ce matériel origine résultent vraisemblablement de l’iodation de la tyrosine libre

et des protéines (albumines?), contenues dans les faibles quantités de plasma exsudant de la

branebie au cours de l’incubation. Signalons, en faveur de cette hypothèse, que nous avons observé

dans certaines expériences, une diminution nette du B/M lorsque les branchies étant insuffisamment

lavées, le milieu d’incubation est coloré par des traces de sang.

Lorsque le milieu contient de la tyrosine, le matériel origine est moins important (3 à 4 p. 100)

alors que les iodotyrosines, essentiellement MIT, renferment de 53 à 79 p. 100 de l’iode total

Aucune iodation de la tyrosine ne se produit lorsque le milieu contient de la thiourée, lorsque

la branchie est bouillie ou en l’absence de branchie.

La chromatographie des extraits salins de branchie ne permet pas de caractériser d’iodo-

tyrosines. Tout l’iode marqué est sous forme I - , que le milieu contienne ou non de la tyrosine

C. DISCUSSION

La reprise de la concentration de I - en anaérobiose lorsque l’iode du milieu est sous forme I

d’une part, et la diminution considérable du B/M dans un milieu riche en tyrosine, concomitante

de la production de MIT et de traces de DIT, d’autre part, impliquent que le transport branchial

de I~ est lié à une oxydation préalable de cet anion ; il est évident, en effet, que l’action inhibitrice

de la tyrosine résulte d’une compétition entre le « transporteur » de la c ellule branchiale et la

tyrosine du milieu pour l’iode oxydé. L’absence de MIT, lorsque l’incubation est effectuée en

présence de thiourée dont l’effet inhibiteur sur l’oxydation des iodurcs dans la thyroïde est bien

connu, confirme la réalité de cette oxydation. Celle-ci est un processus enzymatique puisque la

tyrosine ne s’iode pas, lorsque les systèmes enzymatiques de la branchie ont été détruits par la

chaleur, ou lorsque l’incubation a été réalisée sans branchie. 1

L’absence d’iodotyrosines dans la branchie, alors qu’elles peuvent représenter 79 p iqq

de l’iode du milieu lorsque celui-ci contient de la tyrosine, indique que l’oxydation enzymatique

de I - s’effectue en surface de la membrane externe de la cellule branchiale et que l’iode oxydé

est immédiatement réduit après son passage dans la cellule. Le fait que l’iode fixé dans la branchie

soit sous forme I - , lorsque l’incubation est réalisée avec I 2 , plaide également en faveur d’une

réduction dans la cellule.

La nécessité d’une oxydation de I~, préalable à son accumulation dans la branchie, conduit

à s’interroger sur la nature de l’agent oxydant et de l’enzyme impliqué. Le potentiel d’oxydo-

réduction du couple : 2 I~ I 2 -(- 2e est beaucoup plus élevé (+ 0,535 v) que celui de la plupart

des systèmes biologiques d’oxydo-réduction. Parmi les agents oxydants, seuls 0 2 et H O ont

un potentiel redox supérieur à celui de I 2 , respectivement + 0,82 v et -f 1,3 v à pli 7 (Taurog

1966). L’action inhibitrice sur la branchie de divers composés (thiourée, cyanure, thiocyanate*

azoture), lesquels sont des inhibiteurs des peroxydases, pouvait permettre d’inférer que l’enzyme

active était une peroxydase. De plus, l’arrêt du transport d’iodure par le sulfathiazol semble en

faveur de l’hypothèse d’une intervention de H 2 0 2 comme agent oxydant. En effet, ce comoo '

inhibe également le transport d’iodure dans une algue brune, Nereocyslis (Tong et Chaikoff 19551

probablement par formation d’un sulfathiazol iodé. Or, cette iodation peut être obtenue simplement

en incubant du sulfathiazol avec I - en présence de H 2 0 2 , 10 _3 M (Tong et Chaikoff, 1955).

Si l’agent oxydant est H 2 0 2 , la catalase doit inhiber le transport d’iodure. De plus, si l’ênzym

active est une peroxydase, un homogénat de branchie doit, en présence d’un système générateur

de peroxyde d’hydrogène, ioder enzymatiquement la tyrosine et des protéines. Ces deux éven¬

tualités ont donc été soumises à l’analyse expérimentale.

IL ÉTUDE DU MÉCANISME D’OXYDATION DE L’IODURE

A. ACTION DE LA CATALASE SUR LE TRANSPORT DE L’IODURE (tableau 20)

L’incubation de branchies d’Anguille en présence de catalase (catalase lyophilisée N B C

3 000 unités/mg) détermine une inhibition du transport d’iodure. Cette dernière, déjà très impo >

tante pour 10 pg/ml (B/M réduit à 1/3 de la valeur normale), augmente relativement peu, lorsque

la concentration en enzyme est accrue jusqu’à 1 000 pg/ml. La production de H 2 0 2 est don

nécessaire au transport d’iodure.

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE L’iODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

Tableau 20

Influence de la catalase sur le transport d’iodure,

in vitro , dans la branchie d’Anguille (Milieu : 10 _6 M I - , pH : 7,3)

d'.mym.

15,64

10 mg/|.

5,26

SOmg/l.

4,03

100 mg./1.

4,29

19. /t.

3,50

B. MISE EN ÉVIDENCE D'UNE IODOPEROXYDASE BRANCHIALE

1. Protocole opératoire

De» liomogénats de branchie d’Anguille sont prépares, comme indiqué précédemment (c/. paragraphe IA), dans du

KRP, pH : 5,7. La concentration finale de l’homogénat est de 5 p. 100. Dans une expérience, après la centrifugation à

700 g, le culot est remis en suspension dans un volume de tampon égal au volume initial et incubé comme l’homogénat

centrifugé; en outre, une partie de l’homogénat total est congelée à — 20°, décongelée, puis centrifugée à 700 g. Un homo-

génat de foie à 5 p. 100 et du sang laqué dilué à 5 p. 100 dans le tampon sont étudiés comparativement avec les homo-

génats de branchie des mêmes animaux.

Le mélange réactionnel, d’un volume total de 3 ml, contient 2 ml d’homogénat à 5 p. 100, 10 («noies de glucose,

10 («noies de tyrosine, 125 |xg de glucose oxydase (N.B.C., 30 000 unités par g., solution à 0,125 p. 100 dans l’eau distillée),

30 m(«noies de Nul (soit 10 s M), 10 |iC de 1,1 1 sans entraîneur. Le volume est complété à 3 ml avec du tampon. Après

1 incubation réalisée à 20° ± 1°C, la réaction est stoppée selon deux protocoles :

a) 3 ml d’acide trichloracétique à 20 p. 100 et 0,1 ml de thiosulfate 0,1 M sont ajoutés à l’incubat. Le mélange est

centrifugé et le surnageant, extrait successivement par 5, 3 et 2 volumes d’éther, pour éliminer l’acide trichloracétique.

20 à 30 pi de la phase aqueuse sont chromatographiés,

b) 1 ml de thiosulfate 0,1 M est ajouté à l’incubat et le mélange chromatographié immédiatement en BAc.

2. Résultats

Les homogénats de branchie, en présence d’un système générateur de H 2 0 2 , iodent la tyrosine

essentiellement en MIT, accompagnée de quantités beaucoup plus faibles de DIT. Il y a également

iodation de protéines de l’homogénat comme l’indique la radioactivité restant à l’origine du chroma-

togramme (cas de l’incubat additionné de thiosulfate seul) ou avec les protéines précipitées par

1 acide trichloracétique (tableaux 21 et 22). L’iodation de la tyrosine et des protéines augmente

de façon exponentielle entre 15 minutes et 2 heures d’incubation mais varie peu ou pas du tout

lorsque l’expérience est prolongée jusqu’à 6 heures (tableau 22). Cet arrêt, ou ce ralentissement

important, de l’iodation résulte de l’oxydation presque totale du glucose par la glucose oxydase

après 2 heures d’incubation (c/. Alexander, 1959). Nous avons également observé, dans des

conditions d’iodation non enzymatiques (concentration en glucose 4 fois plus élevée, cf. Discussion)

que le pourcentage d’iodotyrosines marquées restait constant entre 2 et 6 heures d’incubation :

14,22 et 13,94 p. 100 respectivement. Nous avons donc choisi un temps d’incubation de 2 heures

pour les expériences dont les résultats sont rassemblés dans les tableaux 21 et 23.

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

Tableau 21

Iodation de la tyrosine et des protéines

par des homogénats de branchies et de foie ou du sang d’Anguille

“"S""

Ti..u

(p° d lÔo'X n "iI)

Iodoprot&nes

(p. 100 de »il)

Normal

Normales

5,22

Bouilli

Foie

Normal

Normales

Branchie

Congelé

Glucose x 4

14,22

Branchie

Congelé

Glucose x 4

36,61

et bouilli

Branchie

Normal

Normales

4,42

Branchie

Suspension

Normales

5,33

Branchie

Normales

9,39

Branchie

Bouilli

Normales

Branchie

Normal

Sans glucose

Traces

ni glucose-oxydase

Sang

Normal

Normales

1,66

Conditions

normales d’incubatio

: temps : 2 h, t = 20 °C, pH : 5,7, [I ~] =

10-* M, glucose : 3,3

10-* M.

Tableau 22

Influence du temps d’incubation sur l’iodation de la tyrosine

,„i dan . IodotyrolinM

dm „. ProUint ,

(p. 100)

0,85

0,46

1,25

0,77

1,38

0,94

120

1,62

0,97

120

1,70

3,45

360

1,46

3,86

120

9,39

3,73

360

12,71

5,32

Dans les conditions normales d’incubation, l’iodation est pratiquement nulle : a) avec un

homogénat de branchie porté à l’ébullition, b) en l’absence de glucose et de glucose oxydase, c) avec

un homogénat de foie ou du sang laqué (tableau 21, expériences 1 et 3).

Lorsque le culot de centrifugation de l’homogénat est remis en suspension, le pourcentair

d’iodotyrosines et d’iodoprotéines est plus élevé qu’avec l’homogénat (tableau 21). En outre, l’homo-

génat total congelé pendant 6 jours, puis décongelé et centrifugé, iode deux fois plus de tyrosine

que l’homogénat centrifugé initial (tableau 21). Enfin, l’homogénat congelé pendant 26 jours

conserve une activité sensiblement constante.

L’influence de divers facteurs (température d’incubution, pH, concentration en I~ ou en Cl~

du milieu) sur l’iodation a été étudiée (tableau 23). Celle-ci varie peu, lorsque la température est

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’IODUREMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

de 30° au lieu de 20°, mais elle diminue nettement d’un quart environ, à 37°. Si l’incubation est

réalisée, à pH 7,2 au lieu de 5,7, le pourcentage d’iodotyrosines diminue de plus de moitié et celui

des iodoprotéines de 5 fois environ. La concentration en I - du milieu réactionnel est également

importante, l’iodation de la tyrosine et des protéines étant de 3 à 5 fois moindre quand [I~] diminue

de 10 -5 M à 10“ 6 M. Par contre, l’enrichissement du milieu en NaCl de 0,124 M à 0,410 M (donc

très hypertonique) ne modifie pas sensiblement l’activité de l’homogénat.

Tableau 23

Influence du pH, de la température et de la concentration en I - et en Cl - sur l’activité

iodoperoxydasique de l’homogénat de branchie

Facteur* étudié.

Iodo.yro.iue.

Iodoprotéine.

PH.

5,7

100

Température.

20“

100

30°

90,6

37°

75,6

10-‘M

NaCl.

0,124 M

100

0,410 M

91,2

95,4

Valeurs témoins = 100 pour pH : 5,7; t = 20°; Nal = 10-* M; NaCl = 0,124 M.

C. DISCUSSION

L’absence d’iodation, lorsque le système, glucose glucose-oxydase, est omis dans le milieu

d’incubation, est en accord avec l’inhibition de la concentration branchiale de 1“ déterminée par

la catalasc et démontre que H 2 0 2 est l’agent oxydant nécessaire mais ne prouve pas, ipso facto ,

que l’iodure est oxydé enzyinatiquement par une iodoperoxydase. En effet, Tong et Chaikoff

(1955) ont mis en évidence, en tampon KRB, une iodation non enzymatique de la tyrosine en

MIT, intéressant 25 p. 100 du 131 I, en présence de H 2 0 2 10~ 3 M. L’iodation ne s’effectue plus si la

concentration en H 2 0 2 est réduite à 10~ 4 M. Un phénomène analogue a été observé par Serif et

Kirkwood (1958) en ajoutant H 2 0 2 par diffusion à travers une membrane de cellophane. Dans nos

conditions d’incubation, analogues à celles utilisées par Alexander (1959), dans son étude de

l’iodoperoxydase thyroïdienne, le peroxyde d’hydrogène pourrait atteindre, s’il n’était pas décom¬

pose, une concentration de 3,3.10~ 3 M, donc suffisante pour une iodation non enzymatique. En fait,

nous avons observé, dans une expérience contrôle d’incubation sans homogénat, (tableau 21, expé¬

rience 3) une incorporation de 1,66 p. 100 de 131 I dans MIT (au lieu de 4,42 p. 100 avec l’homogénat)

après 2 heures, laquelle s’élève à 12,54 p. 100, après addition d’une nouvelle dose de glucose, égale

à la dose initiale suivie d’une incubation de 2 heures. Cependant, en présence d’homogénat, H 2 0 2

est, d’une part, utilisé dans l’iodation de la tyrosine et des protéines, et d’autre part, très vraisem¬

blablement décomposé par la catalase de l’homogénat; il n’atteint donc jamais la concentration

necessaire pour une iodation non enzymatique. L’évidence d’une iodation enzymatique ressort

des expériences comparatives, sur des homogénats normaux ou portés à l’ébullition pendant

2 minutes et incubés avec la quantité normale de glucose (expérience 1 et 3) ou avec une quantité

4 fois plus élevée (expérience 2) (tableau 21). Dans le premier cas, l’iodation de la tyrosine et des

protéines atteint environ 9 p. 100 de 13l I avec l’homogénat normal, mais elle est pratiquement

nulle avec l’homogénat bouilli; dans le second cas (glucose X 4) l’iodation (qui est alors essentiel¬

lement non enzymatique) est d’environ 20 p. 100, mais elle est supérieure (environ 40 p. 100) avec

l’homogenat bouilli, parce que la catalasc ayant été dénaturée par l’ébullition, la concentration

de H 2 0 2 atteint vraisemblablement un niveau plus élevé que dans l’homogénat normal.

Une activité iodoperoxydasique est donc présente dans la branchie. Elle apparraît spécifique

des cellules branchiales, car elle ne peut être attribuée à l’hémoglobine présente dans l’homogénat

de branchie, puisque l’iodation de la tyrosine et des protéines est nulle avec le sang laqué.

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

Les variations d’activité de l’enzyme en fonction des conditions de pH, de température et

de concentration en I - du milieu (diminution lorsque le pH s’élève de 5,7 à 7,2, similitude si l’incu¬

bation est réalisée à 20° et 30° et diminution au-dessus de 30°, augmentation lorsque la concentra¬

tion en I - passe de KL* M à 10 -8 M) sont parallèles à celles observées sous l’influence des mêmes

facteurs dans les incubations de branchie intacte (cf. chapitre 3). Il est donc vraisemblable que les

caractéristiques du transport branchial d’iodure mises en évidence précédemment, en particulier

les optimums de température (25°) et de pH (5,75), sont celles de Piodoperoxydase dont le niveau

d’activité réglerait l’entrée de l’iodure. De même, l’augmentation du pourcentage d’iode organifié

en fonction de la concentration en I ' — situation inverse de celle décrite pour Piodoperoxydase

thyroïdienne (De Groot et Davis, 1962) — indique que la relation sigmoïde, observée précédem¬

ment (cf. chapitre 3), entre [ 127 I] concentré « activement » dans la branchie et [ l27 I] du milieu, tra¬

duit vraisemblablement un effet coopératif du substrat (I - ) avec Piodoperoxydase. Celle-ci pourrait

donc être une protéine allostérique (Monod et Jacob, 1961 ; Monod et al., 1963), l’effet du substrat

augmentant plus vite que sa concentration. Il est intéressant de signaler, à cet égard, que l’activité

peroxydasique de l’hémoglobine, considérée comine le type des protéines allostériques (Wyman

1963) est beaucoup plus élevée que celle de ses sous-unités isolées contenant une quantité équiva¬

lente d’hème, ce qui indique que l’interaction des chaines polypeptidiques affecte l’activité pero¬

xydasique de la fraction hème comme d’ailleurs son comportement de liaison avec les ligands

gazeux (Smith et Beck, 1967).

Le maintien de l’activité iodante à son niveau normal, dans un milieu d’incubation très

enrichi en NaCl, montre que l’inhibition du transport branchial d’iodure observée, in vivo, chez

les Anguilles en milieu hypertonique, n’est pas due à une inactivation de Piodoperoxydase mais

résulte d’une autre cause, peut-être la répression de l’opérateur commandant la synthèse de Pio¬

doperoxydase envisagée plus haut.

Le fait que les débris cellulaires remis en suspension possèdent une activité iodoperoxydasique

supérieure à celle de l’homogénat centrifugé et que ce dernier soit beaucoup plus actif, lorsqu’il

est obtenu à partir de l’homogénat total congelé puis décongelé, est en accord avec la localisation

vraisemblable de l’enzyme dans la membrane cellulaire. Tong et Ciiaikoff (1955) ont fait une

observation analogue, sur l’Algue brune Ncreocystis, dont la capacité d’iodation, fermement associée

avec le matériel sédimentant par centrifugation à 3 000 tours/minute, se retrouve dans la fraction

non sédimentée après congélations et décongélations répétées de l’homogénat.

Enfin, il n’est pas exclu que Piodoperoxydase joue le rôle de transporteur puisque la formation

d’un complexe entre la peroxydase de raifort et l’iode oxydé a été récemment démontrée (Nunez

et Pommier, 1968).

III. CONCLUSIONS

1. Le transport branchial d’iodure implique une oxydation préalable de I - . Cette oxydation

est catalysée par une iodoperoxydase spécifique localisée à la surface externe de la cellule branchiale

Il est possible que le « transporteur» soit Piodoperoxydase elle-mcme. La forme oxydée de l’iode

est ensuite réduite en I - dans la cellule branchiale, lequel I - passe alors dans le milieu intérieur.

2. L’iodoperoxydase branchiale a un pH optimum voisin de 5,7 et un optimum de tempé¬

rature de 25°. Par sa réponse à différentes concentrations d’iodure, cette enzyme paraît être une

protéine allostérique, dont l’activité est indépendante de la concentration en CL du milieu d’incu¬

bation.

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’iODUREMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

CHAPITRE V

RÉGULATION DU TRANSPORT BRANCHIAL D’IODURE

L’augmentation de l’absorption d’iodure observée chez le smolt migrateur par comparaison

avec le parr sédentaire, et, chez les Anguilles ou les Truites adaptées à 20° par rapport à celles à

basse température {cf. chapitre 1), pouvait être l’indice d’un contrôle thyroïdien du transport

branchial de I - . En effet, l’activité fonctionnelle de la thyroïde du smolt est supérieure à celle du

part (Fontaine et al., 1952; Leloup et Fontaine, 1960) et elle croît chez l’Anguille avec la tempé¬

rature du milieu (Leloup, 1958 b).

Ce contrôle thyroïdien éventuel a été étudié chez l’Anguille :

a) En abaissant la concentration des hormones thyroïdiennes circulantes par traitement

antithyroïdien ou par hypophysectomie et en la rétablissant à un niveau normal par administration

de thyroxine;

b) En augmentant cette concentration par l’ablation des corpuscules de Stannius. Celle-ci

détermine, en effet, par relai hypophysaire, une activation thyroïdienne importante (Leloup-

Hatey et Leloup, 1964; Leloup et Leloup-Hatey, 1964).

I. ÉTUDE DU CONTROLE THYROÏDIEN

A. MISE EN ÉVIDENCE (Leloup, 1966)

1. Protocole expérimental

Série 1 : Un groupe d’Anguilles de 30 à 64 g est réparti en 4 lots : témoins (7), hypophysectomisées (15 en 2 lots),

traitées par le perchlorate de sodium (6) (bain à 0,6 g/litre), cet antithyroîdien étant choisi parce qu’il bloque l’entrée d’io¬

dure dans la thyroïde mais n’inhibe pas le transport branchial (cf. Chapitre 3).

Deux semaines après l’hypophysectomie et le début du traitement antithyroïdien, l’eau des aquariums (20 litres

renouvelés chaque semaine), est portée de la température initiale, 13°, à celle de 20°, pendant 7 jours, de façon à accélérer

la chute de la thyroxinémic chez les Anguilles traitées ou opérées. L’augmentation de la température du milieu diminue,

en effet, la demi-vie de T, chez l’Anguille (Leloup, 1965) : le niveau de l’iode organique du plasma (PBI) reste élevé, chez

l’Anguille normale, car le métabolisme accéléré de l'hormone est compensé par l’hypersécrétion thyroïdienne déterminée

par le mécanisme rétroactif (feedback) hypophyso-thyroïdien, tandis qu’il diminue chez l’hypophysoprive (Leloup, 1965),

et chez l’Anguille traitée par C10 4 ~ pour lesquelles le feedback est inopérant. L’eau des aquariums est ensuite ramenée

à la température de 13°. Deux jours plus tard, les hypophysoprives de l’un des lots reçoivent pendant 5 jours, dans la cavité

générale, une injection quotidienne de 10 pg de d, 1-T 4 (0,1 ml d’une solution sodique), tandis que celles de l’autre lot reçoivent

une injection du solvant de T 4 . Juste après la dernière injection, 100 pC de 1S1 I sont ajoutés à l’eau des 4 aquariums, soit

environ 1 mois après le début de l’expérience. Les Anguilles sont sacrifiées 24 heures plus tard et les rapports B/M, B/S

et S/M mesurés. Des branchies de chaque Anguille sont, en outre, incubées en présence de ‘“I et le B/M ( m I) mesuré.

Série 2 : Un groupe d’Anguilles de 175 à 415 g est réparti en 2 lots : Anguilles sans corpuscules de Stannius (10)

et témoins opérés (12). Huit jours après l’opération, 250 pC de 131 I sont ajoutés à l’eau des aquariums (90 litres, température :

14-15°) et les Anguilles sacrifiées 24 heures plus tard. Les rapports B/M, B/S et S/M sont mesurés.

2. Résultats

Série 1 (fig. 8) : L’hypofonctionncment thyroïdien, déterminé par l’hypophysectomie ou

le traitement antithyroïdien, influence nettement le transport d’iodure. Le B/M, égal à 2,82 ^ 0,44

chez les témoins, n’est plus que de 1,28 ± 0,23 chez les hypophysectomisés (P < 0,01) et 1,36 ± 0,12

chez les poissons traités par C10 _ 4 (P < 0,02). Le B/S, égal à 3,89 ± 0,63 chez les témoins, est

nettement plus élevé dans les deux autres lots, hypophysectomisés : 6,04 ± 0,47 (P < 0,02) ou

traités au perchlorate : 5,75 ± 1,30 (P = 0,2), différence non significative par suite de la variation

du groupe C10 4 ~. Enfin, le S/M, égal à 0,94 i 0,16 chez les témoins, s’abaisse respectivement dans

les deux autres groupes à 0,24 ± 0,026 (P < 0,01) et 0,34 ± 0,044 (P < 0,01). Les variations de

ces trois rapports : B/M, et S/M plus faibles et B/S plus élevé, traduisent, d’après les critères définis

précédemment {cf. chapitre 2), une réduction importante du transport d’iodure chez le poisson

hypothyroïdien.

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

Fig. 8. — Influence du niveau des hormones thyroïdiennes circulantes sur le transport branchial d’iodure chez l'Anguille

(Chiffres entre parenthèses : nombre d'animaux; Lignes verticales : erreur type de la moyenne). B

Le traitement des hypophysoprives par T 4 rétablit le transport à son niveau normal Lpb

valeurs des trois rapports : B/M : 2,42 ± 0,28; B/S : 3,17 ± 0,38; et S/M : 0,81 ± 0,13, ne sont

pas significativement différentes de celles obtenues pour les Anguilles témoins; elles sont'au con¬

traire très significativement différentes (P <0,01; P < 0,001 et P < 0,01 respectivement) des

valeurs mesurées chez les Anguilles hypophysectomisées.

L’incubation des branchies confirme les résultats obtenus in vivo. Le B/M ( l26 I) égal à

2,03 ± 0,41 chez les témoins, est significativement plus faible chez les Anguilles traitées par CIO - •

0,78 ± 0,11 (P < 0,05), et hypophysectomisées : 0,50 ± 0,05 (P < 0,01). Il est presque doublé ■

0,91 ± 0,09 chez les Anguilles recevant T 4 par rapport aux hypophysoprives (P < 0,01) tout e

restant inférieur à celui des témoins (P < 0,02).

Série 2 (fig. 9) : Après ablation des corpuscules de Stannius, le S/M est très supérieur

1,85 ± 0,16, et le B/S très inférieur, 6,29 ± 1,23, à celui des Anguilles témoins, 1 04 4 - 0 10

(P < 0,001) et 19,29 ± 3,73 (P < 0,01) respectivement. Ces variations traduisent une stimulation

importante du transport branchial d’iodure consécutive à l’opération. Le B/M, plus faible chez les

opérés réels 10,00 ± 1,15, que chez les témoins opérés, 19,37 ± 2,62 (P < 0,01) n’infirme pas cette

conclusion; en effet, par suite de l’accélération du transport d’iodure ebez les opérés réels, la valeur

maximale du B/M est dépassée et la courbe du B/M est dans sa phase descendante, alors qu’elle

est encore dans la phase ascendante chez les témoins.

B. SENSIBILITÉ DU TRANSPORT BRANCHIAL AUX HORMONES THYROÏDIENNES

Cette sensibilité a été étudiée in vitro. Lorsque l’incubation est réalisée avec l3J I sans entraîneur

(fig. 10), des concentrations 2,5.10' 7 M, 10" 8 M, 10“* M de 1-T 4 augmentent respectivement le

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’iODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

Fig. 9. — Influence de l'ablation des corpuscules de Stannius sur le transport branchial d’iodure chez l’Anguille.

(Lignes verticales : erreur type de la moyenne).

Fig. 10. — Influence des hormones thyroïdiennes et de la diiodotyrosine sur le B/M, in vitro, de la branchie d’Anguille

(B/M témoin = 100).

Source : MMHN, Paris

JACQUES LELOUP

B/M de 1,7, 2 et 6 fois par rapport aux branchies des mêmes Anguilles incubées sans hormone.

A une même concentration, 10 -6 M, la 1-T 3 est environ 2,5 fois plus active que la T 4 . L’action de la

T s est également évidente en présence de concentrations de l27 I variant de 5.10~ 7 à 2.10~ s M

(tableau 24). Elle est cependant proportionnellement moindre qu’avec l31 I sans entraîneur par

suite de l’effet stimulant (coopératif) de l’iodure déjà signalé précédemment.

Tableau 24

Influence de la 3,5,3'1-triiodothyronine sur le transport branchial d’iodure, m vitro, en fonction

de la concentration en I27 I~ du milieu

Concentration

Concentration T,

B/M Témoin

B/M T,

Sans entraîneur

10-» M

0,83

5.10- 7 M

îo- 6 M

1,82

3,94

5.10-’ M

10- 5 M

2,19

1.10-» M

10- 4 M

2,49

2.10 « M

10-* M

2,77

5.10 -6 M

10-“ M

3,15

1.10-“ M

10-‘ M

5,44

7,69

2.10-* M

10- 5 M

4,66

5,62

C. SPÉCIFICITÉ DU CONTROLE THYROÏDIEN

Les branchies sont incubées en présence de DIT, précurseur de la T 3 ou de la T , d’aldos¬

térone (Aldocortène Ciba), ou de diverses hormones hypophysaires : TSH (Armour, 1,2 USP/mg)

GH (Choay : 0,5 USP/mg), prolactine ovine (Panlitar Armour), ocytocine (Syntocinon : 5 UI/mll

Ces expériences, in vitro, permettent d’éliminer les interférences éventuelles de ces différentes

hormones sur la sécrétion thyroïdienne.

La DIT, à des concentrations identiques à celles de T 4 , 10~ 5 M, 10~ 8 M et 2,5.10 -7 M est

totalement inactive (fig. 10). Il en est de même, des cinq hormones essayées quelle que soit la con¬

centration utilisée (tableau 25).

Influence de diverses hormones

Tableau 25

le transport branchial d’iodure, in vitro

(Témoin = 100)

c——

B/M

Aldostérone.

10-* M

103

— .

10-’ M

106

Ocytocine.

10 U. I p. litre

105

— .

1 U. I p. litre

Prolactine.

10 ing p. litre

— .

1 mg p. litre

108

— .....-

100 pg p. litre

105

Thyréotrope.

25 U. I p. litre

116

12 U. I p. litre

— .

5 U. I p. litre

Somatotrope.

5 U. I p. litre

110

— .

0,5 U. 1 p. litre

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’iODUREMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS

EAU DOUCE

D. DISCUSSION

L’activité du transport branchial d’iodure est physiologiquement contrôlée par le niveau

des hormones thyroïdiennes circulantes. En effet, le transport est :

— considérablement ralenti lorsque ce niveau est abaissé par hypophysectomie ou traitement

antithyroïdien ;

— rétabli à la normale, chez l’hypophysoprive, par administration de doses minimes de T 4 ;

— augmenté lorsque la thyroïde est stimulée par voie endogène à la suite de l’ablation des

corpuscules de Stannius.

L’action des hormones thyroïdiennes s’exerce bien directement sur la cellule branchiale,

puisqu’elle est observée in vitro, pour des concentrations de 2,5.10 -7 à 10 -5 M en hormone.

Remarquons à cet égard qu’une concentration en T 4 de 1()- 6 M est considérée comme phar¬

macologique pour les mitochondries isolées car elle découple les phosphorylations oxydatives,

alors que des doses physiologiques stimulent à la fois la production d’ATP et la respiration (Tata,

1964; Hess et Brand, 1964). Une telle action découplante n’apparaît pas dans le cas de la branchic.

Si elle se manifestait, pour [T 4 ] = 10 -5 M, la production d’ATP serait inhibée et par suite le transport

d iodure lequel, nous l’avons montré, est ATP dépendant; or, non seulement le transport n’est

pas inhibe mais il est sextuplé. En fait, les branchies incubées contiennent encore une quantité

notable de^sang; il est vraisemblable qu’une fraction importante de l’hormone du milieu d’incuba¬

tion est liée à la proteine plasmatique de transport de la T 4 , mise en évidence chez l’Anguille

(Leloup, 1961, 1964 a) et est de ce fait inactive. Les concentrations hormonales utilisées in vitro

ne préjugent donc pas la quantité réelle d’hormone atteignant le site d’action.

Dans la limite des hormones ou substances essayées, l’action des hormones thyroïdiennes

est spécifique. L’inefficacité de la DIT indique que la présence d’iode dans la molécule n’est pas

suffisante pour déterminer l’activité et que celle-ci semble requérir la structure diphényléther.

Il existe donc, chez les Téléostéens en eau douce, un mécanisme homéostasique thyroïdien

contrôlant le transport branchial de I - : l’augmentation de la sécrétion thyroïdienne, qui implique

un apport d’iodure plus important, stimule l’absorption branchiale de celui-ci. L’iodurémie est

ainsi maintenue a un niveau suffisant pour les besoins de la synthèse hormonale. En outre, l’activité

plus elevee de la T 3 sur la branchie peut représenter un mécanisme régulateur supplémentaire.

On sait, en effet, que, dans les cas de carence en iode, la quantité de T 3 sécrétée par la thyroïde

augmente par rapport à celle de T 4 (Leloup et Lachiver, 1955; Querido et al., 1957; Bois et

Larson, 1958) ; cette sécrétion préférentielle de T 3 tendrait donc à augmenter l’absorption d’iodure

et à compenser ainsi le déficit en iode.

IL MÉCANISME DU CONTROLE THYROÏDIEN

La démonstration d’un contrôle thyroïdien du transport branchial des iodures conduit à

s interroger sur le mécanisme de ce contrôle hormonal. Remarquons tout d’abord que l’effet des

hormones thyroïdiennes ne peut résulter d’une désiodation de celles-ci par Piodoperoxydase bran¬

chiale, l’iodure produit agissant alors par effet coopératif :

D une part, les hormones thyroïdiennes sont actives lorsque la concentration en 127 I -

dans le milieu est très faible ( l31 I sans entraîneur), ou relativement élevée (1 ou 2.10 -5 M). Or,

pour ces dernières concentrations, la valeur maximale du B/M, en l’absence d’hormone, est atteinte

ou dépassée (tableau 24); en présence d’hormone, toute augmentation de la teneur en l27 I du milieu

par désiodation devrait donc entraîner une nouvelle diminution du B/M alors que celui-ci est au

contraire très nettement supérieur aux valeurs témoins;

, 2. D autre part, la désiodation éventuelle devrait affecter également la DIT car celle-ci est

désiodée plus rapidement que la T 4 en présence d’eau oxygénée et de peroxydase de raifort (May-

rargue-Kodja et al., 1958); or la DIT est inactive sur le transport branchial.

Source : MMHN, Paris

JACQUES LELOUP

A la lumière des travaux récents sur le mode d’action des hormones thyroïdiennes, deux

mécanismes pouvaient être envisagés :

1. Induction ou accélération de la synthèse de protéines par régulation au niveau des gènes.

Une telle action a été démontrée chez les Mammifères et les Amphibiens (voir la revue de Tata

1966) mais elle est relativement lente à se manifester, 30 heures au moins pour la synthèse de pro¬

téines par les microsomes de foie de Rat (Tata, 1964). Bien que ce mécanisme parût peu vraisem¬

blable dans le cas de la branchie puisque l’action de T 3 ou T 4 est rapide, moins de 2 heures in vitro

il ne pouvait être écarté a priori. La cinétique de la réponse peut en effet varier selon les tissus et

l’action rapide (1 heure) de l’aldostérone sur la peau et la vessie de Crapaud paraît s’effectuer par

l’intermédiaire d’une synthèse de protéine de novo (De Weer et Crabbe, 1968);

2. Action de la T 3 et de la T 4 comme effecteurs allostériques, c’est-à-dire déterminant une

altération de la structure d’une enzyme ou d’une protéine. Une telle action de la T 4 a été démontrée

sur la glutamodeshydrogénase (Wolff, 1962) et, citée par Monod et al. (1963) en faveur de leur

hypothèse d’une action de certaines hormones comme effecteurs allostériques. Un système allos-

térique pouvant être impliqué dans le transport d’iodure (cf. chapitres 3 et 4), ce mode d’action

devait être considéré;

3. Enfin quel que soit le mécanisme d’action de la T 3 et de la T 4 sur le transport d’iodure

action sur la synthèse protéique ou comme effecteur allostérique, un rôle éventuel du 3' 5'-AMP

cyclique — dont la médiation dans l’expression de l’action hormonale a été mise en évidence pour de

nombreuses hormones — méritait d’être envisagé. En effet, Levey et Epstein (1968) ont observé

que la T 3 et la T 4 , à doses physiologiques activent l’adénylcyclase cardiaque du Chat, in vitro en

quelques minutes.

A. ACTION SUR LA SYNTHÈSE DE PROTÉINES

L’action stimulante de T 3 sur le transport d’iodure a été étudiée en présence de deux inhibi¬

teurs de la synthèse protéique : l’actinomycine D qui empêche la formation de l’ARN messager

en inhibant l’ARN polymérase et la puromycine qui inhibe l’assemblage de la chaine polypep¬

tidique sur les ribosomes. "

L’incubation des branchies en présence d’actinomycine (10 |ig par ml) ou de puromycine

(10~ 4 M) est sans influence sur le B/M. L’action de T 3 (10 _a M) n’est pas modifiée par ces deux

composés (tableau 26).

Tableau 26

Influence de l’hormone thyroïdienne, T a , sur le transport d’iodure dans la branchie d’Anguillc

en présence d’inhibiteurs de la synthèse protéique

Aclinomycine D

10 pg/ml

10 -< M

T 3

10- 6 M

127 I Entraîneur

10- S M

0.54

1.47

1,22

0,55

9,49

8,06

1,17

1,98

1,93

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’IODUREMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

B. ACTION COMME ACTIVATEURS ALLOSTÉRIQUES

D’après la théorie allostérique, vérifiée pour un certain nombre d’enzymes, la courbe substrat-

réaction, en présence d’une haute concentration d’un effecteur activateur saturant les sites allos-

tériques, n’est plus sigmoïde mais devient une hyperbole michaelienne (Monod et al., 1965 ; Monod

1966). Nous avons donc étudié l’influence d’une forte concentration de T 3 , 10~ 5 M, sur la relation

entre [ 127 I~] « fixé activement » dans la brancbie et [ l2, I~] du milieu, par comparaison avec la rela¬

tion obtenue en l’absence de T 3 pour des branchies des mêmes Anguilles.

En milieu anhormonal, nous retrouvons la courbe sigmoïde déjà illustrée précédemment à

partir d autres données expérimentales. Cette courbe se transforme en hyperbole michaélienne en

présence de T 3 (fig. 11). En coordonnées selon Lineawer-Burk, la relation, curviligne en l’absence

de T 3 , devient rectiligne en présence d’hormone (fig. 12).

Fie. 11. Activité du mécanisme branchial de transport d’iodure (I fixé activement dans la branchie) en fonction de

la concentration en I du milieu, en absence ou en présence d’activateur (T 3 : 10 5 M).

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

Conc.I~CpM)

Fig. 12. — Activité du mécanisme branchial de transport d’iodurc (I~ fixé activement dans la branchie) en fonction de

la concentration en I - du milieu en absence ou en présence d’activateur (T a : 10 ‘ M). Représentation selon Lineweaver

C. ACTION PAR MÉDIATION DU 3\5'-AMP CYCLIQUE (fig. 13)

L’incubation de branchies d’Anguilles hypophyscctomisées en présence de concentrations

élevées (10~ 3 M) de 3',5'-AMPcyclique, de théophylline (inhibiteur de la phosphodiestérase) ou d’un

mélange de ces deux substances ne modifie pas le B/M. Au contraire le B/M de branchies de ces

mêmes Anguilles est triplé en présence d’ATP (2,5.10 -3 M) et décuplé par la T 3 (10 -6 M). En outre

la théophylline ne potentialise pas l’action d’une faible dose de T 3 (10~ 7 M).

io- 3 m ir 3 » ynr 3 * io-'m

Fie. 13. — Influence comparée de la théophylline, du 3', 5'-AMP cyclique, de l’ATP et de T, sur le transport hran^K;..i

de I-, in vitro (B/M témoin = 100). anomal

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’IODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

D. DISCUSSION

L’action stimulante des hormones thyroïdiennes sur la concentration d’iodure dans la branchie

ne semble pas impliquer une synthèse de protéines de novo, ni une médiation du 3',5'-AMP cyclique.

Au contraire, la transition de la courbe sigmoïde en courbe michaélienne en présence de T 3 plaide

en faveur d’une action de ces hormones comme effecteurs allostériques d’une protéine, vraisem¬

blablement de l’iodoperoxydase. Cependant, la démonstration définitive d’un tel mode d’action

nécessite une étude à partir d’une préparation purifiée de cette enzyme. Une telle étude permettrait

en outre de vérifier que l’action hormonale est directe. Il n’est pas exclu, en effet, que celle-ci soit

indirecte. Nous avons montré que l’ATP, in vitro, stimule également la fixation branchiale d’iodure

réduite par l’hypophysectomie. Il est donc possible d’envisager un rôle de l’ATP comme effecteur

allostériquc au même titre que les hormones thyroïdiennes. Rappelons à cet égard que la thyroxine

et l’ATP, inhibiteurs de la glutamodeshydrogénase, se lient au même site allostérique (Wolff,

1962; Frieden, 1963; Stadtman, 1966). Dans cette hypothèse, une action indirecte des hormones

thyroïdiennes, par stimulation au niveau mitochondrial de la production d’ATP, ne peut être

écartée.

III. CONCLUSIONS

1. Le transport branchial d’iodure est contrôlé par la thyroïde. Il est diminué lorsque l’activité

fonctionnelle de la glande est réduite par traitement antithyroïdien ou après hypophysectomie, et

dans ce dernier cas, rétabli à son niveau normal par administration de thyroxine. Il est augmenté

lorsque l’activité thyroïdienne est stimulée par l’hormone thyréotrope endogène. La 3,5,3'-triiodo-

thyronine est plus active que la thyroxine.

2. Ce contrôle thyroïdien paraît spécifique. Aucune des nombreuses hormones non thyroï¬

diennes essayées in vitro n’est active; il en est de même de la 3,5-diiodotyrosine, précurseur des

hormones thyroïdiennes, ce qui semble indiquer que la structure diphényléther est nécessaire.

3. L’action stimulante des hormones thyroïdiennes n’implique ni une induction ou une accélé¬

ration de la synthèse de protéines par régulation au niveau des gènes, car elle se manifeste en présence

d’actinomycine D ou de puromycine, ni une médiation du 3',5'-AMP cyclique. Au contraire, une

action des hormones thyroïdiennes comme effecteurs allostériques de l’iodopcroxydase branchiale

peut être envisagée.

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

DEUXIÈME PARTIE

TRANSPORT SANGUIN DES IODURES :

L’IODUROPHORINE

CHAPITRE I

LIAISON DE L’ION IODURE

DANS LE PLASMA DE CERTAINS TÉLÉOSTÉENS

La cinétique du rapport B/S et certaines des modifications de l’absorption de I induites

par les antithyroïdiens chez la Truite arc-en-ciel impliquent, comme nous l’avons précédemment

signalé (l r <- partie, chapitres 2 et 3), l’existence, chez cette espèce, d’un mécanisme d’absorption

de I , indépendant du mécanisme branchial, et intervenant au niveau du transfert de cet ion de

la branchie au sang. Une étude comparative de la répartition de I" dans le sang de plusieurs espèces

de Téléostéens d’eau douce nous a conduit à inférer, puis à démontrer, la présence, chez certaines

d’entre elles, d’un facteur plasmatique de liaison de l’iodure, lequel représente ce mécanisme extra¬

branchial d’absorption.

I. RÉPARTITION DES IODURES DANS LE SANG DE DIVERS TÉLÉOSTÉENS

Chez les Mammifères (Wallace et Brodie, 1937; Trevorrow, 1939; Joliot et al 1944-

Scott et al., 1951; Berson et al., 1952; Owen et Power, 1953) et chez les Oiseaux (Lachiver

et. Poivilliers de la Quérière, 1959), l’iodure circulant pénètre largement dans les hématies

L’ion I - se répartit, entre le plasma et les hématies, sensiblement suivant leurs teneurs en eau

respectives, dans le cas des Mammifères (Rall et al., 1950; Boatman et Moses, 1951), mais non

dans celui des Oiseaux (Lachiver et Poivilliers de la Quérière, 1959). Chez les Téléostéens

un travail préliminaire sur le Saumon adulte ayant montré que l’iodure sanguin ( 127 I ou l31 I) s’

retrouvait en majeure partie dans le plasma (Fontaine et Leloup, in Leloup, 1952), la distr^

bution de I - dans le sang a été étudiée chez quatre espèces : le Saumon adulte, la Truite arc-en-ciel"

la Carpe et l’Anguille (Fontaine et Leloup, 1957).

A. PROTOCOLE EXPÉRIMENTAL

Les expériences sont réalisées in vitro et in vivo. Dans le premier cas, 1 ou 2 ml de sang hépariné sont addilio

de 10 [i ou 20 (il de solution saline (NaCl) isotonique de m I Sans entraîneur et le mélange réalisé, ù 15 -f- 2 »C, par agitai" 68

pendant 5 minutes, temps suffisant pour atteindre l’équilibre du lal I entre les hématies et le plasma. Le sang’est ccntrif' 0 "

dans des tubes cylindro-coniques, à 6 000 t/min., pendant 20 minutes, à une température égale à celle de l’équilibratio 86

Après prélèvement du plasma, la couche supérieure des hématies est éliminée afin de réduire au minimum la contaminât!*"

de celles-ci par le plasma; seule la partie inférieure du culot est utilisée pour la mesure de radioactivité. Dans les expérien' 0 "

in vivo, les poissons sont sacrifiés 6, 24 72 heures après l’injection de 1S1 I et le sang centrifugé peu de temps après la récolt 68

L’absence de quantités significatives d’iode organique marqué dans le plasma est contrôlée. Le chlore a été dosé dans ?"

sang, le plasma et les hématies du Saumon ou de la Carpe. e

Source : MNHN , Paris

RÉGULATION DE l’IODUREMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

La répartition de I' ou Cl - dans le sang est exprimée par le rapport : H/P = 131 L ou CL par g hématies/ 131 ! - ou

Cl* par g plasma, ou le rapport S/P = m I~ ou CL par g sang/ 131 L ou CL par g plasma. Le rapport d’équilibre iodure-

eau (= H/P I- X % eau du plasma/% eau des hématies) a été également calculé. Ce rapport est voisin de l’unité dans

l’hypothèse d’une répartition analogue de l’eau et de l’iodure.

A titre comparatif, le H/P L a été également calculé, dans quelques cas, pour chaque espèce, à partir de la radio¬

activité volumique du sang et du plasma et de la valeur hématocrite selon l’équation :

3, I/ml sang— l 13I I/ml plas

Les valeurs du H/P volumique ainsi calculées, légèrement supérieures à celles obtenues par mesure directe du H/P en poids,

deviennent pratiquement identiques à celles-ci lorsqu’elles sont exprimées en poids, en tenant compte des poids spécifiques

respectifs des hématies et du plasma. Cette identité des valeurs par les deux méthodes indique que la contamination des

hématies par le plasma dans la méthode directe est faible. Seules les données obtenues par cette dernière méthode ont

considérées dans l’expression des résultats.

B. RÉSULTATS

La répartition de l’ion I - entre les hématies et le plasma est analogue, pour une même espèce,

dans les expériences in vivo et in vitro , mais varie considérablement suivant l’espèce considérée

(tableau 27). L’ion I - pénètre très peu dans les hématies des Salmonidés (H/P faible), spécialement

dans celles du Saumon adulte, alors qu’il diffuse dans les hématies de la Carpe et plus encore dans

celles de l’Anguille, chez laquelle le H/P est voisin de celui mesuré chez divers Homéothermes.

Tableau 27

Répartition de l’ion I - dans le sang de divers Téléostéens

Espice

Mode opératoire

llématiea/Plairoa

Rapport d'équilibre Iodure-eau

Saumon.

In vivo

0,09 (0,08 -0,10 )*

0,142

Truite.

In vivo

0,208 (0,173-0,312)

0,266 (0,214-0,397)

Truite.

0,306 (0,302-0,312)

0,394 (0,389-0,402)

Carpe.

In vivo

0,349 (0,295-0,422)

0,503 (0,420-0,609)

Carpe.

0,352 (0,338-0,369)

0,507 (0,487-0,532)

Anguille.

In vitro....

0,520 (0,500-0,540)

0,663 (0,637-0,689)

— Les valeurs entre parenthèses indiquent les limites de variations.

Dans les expériences in vivo, la différence des valeurs du H/P est très significative (P < 0,01)

entre le Saumon et la Truite d’une part, la Truite et la Carpe d’autre part. Quelle que soit la

répartition sanguine de l’iodure, celle-ci ne suit pas celle de l’eau, car le rapport d’équilibre

iodure-eau est toujours très inférieur à 1 (tableau 27). Les Téléostéens se comportent donc à cet

égard comme les Oiseaux et se différencient des Mammifères.

Le comportement particulier de l’ion I - chez le Saumon ne se retrouve pas pour un autre

halogène, l’ion Cl - . En effet, si chez la Carpe, comme chez l’Homme (Rall et al., 1950; Owen

et Power, 1953), l’hématie est plus perméable à l’ion I - qu’à l’ion Cl - puisque les rapports H/P Cl -

ou S/P Cl - sont plus faibles que les rapports correspondants pour I - (tableau 28) (P < 0,01),

la situation inverse est observée chez le Saumon. Le S/P Cl - , très significativement plus élevé

que le S/P I - (P < 0,001) (tableau 28) et nettement supérieur au S/P Cl - de la Carpe, indique

que, contrairement à l’ion I - , l’ion Cl - diffuse librement dans les hématies du Saumon.

C. DISCUSSION

Les différences observées entre les quatre espèces de Téléostéens étudiées ne peuvent découler

de leurs iodurémies variées : d’une part, l’ion I - pénètre peu, à la fois, dans les hématies du Saumon

de montée et dans celles du Saumon de frayères dont l’iodurémie est beaucoup plus faible, et,

Source : MMHN, Paris

60 JACQUES LELOUP

Tableau 28

Comparaison de la répartition des ions Cl - et I" dans le sang de la Carpe et du Saumon

(expériences in vivo)

Espèce

H/P I-

h/p a-

S/P I-

S/p a-

0,349 ± 0,016

0,09 ± 0,005

0,294 ± 0,024

0,80 ± 0,021

0,538 ± 0,021

0,673 ± 0,022

0,77 ± 0,013

d’autre part, le rapport H/P de la Carpe, dont l’iodurémie est faible, n’est pas modifié par addition

au sang de 50 ou 500 pg de 127 I entraîneur. Ces différences ne peuvent résulter d’une combinaison

chimique de l’iodure avec certains constituants globulaires chez la Carpe ou l’Anguille puisque

des hématies de ces espèces marquées à m I, mises en suspension dans du plasma non radioactif

du même animal selon les proportions de l’hématocrite, redonnent la valeur originale du H/P

En revanche, l’analogie entre le comportement de 1“ chez certains Téléostéens et celui observé

dans le sang des Mammifères pour la T 4 , qui ne pénètre pas ou très peu dans les hématies (Joliot

et al., 1944), par suite de sa liaison à des protéines du plasma, nous a conduit à émettre l’hypothèse

(Leloup, 1958 c) que le facteur limitant la pénétration de l’ion I~ dans les hématies de ces poissons

était une « liaison » de cet ion à un ou des constituants du plasma.

II. MISE EN ÉVIDENCE D’UNE LIAISON DE L’ION I DANS LE PLASMA DE SAITMnv

ET DE TRUITE (FONTAINE et LELOUP, 1958; LELOUP et FONTAINE, I960)

Cette liaison a été démontrée par des expériences sur des hématies lavées et par dialvs

d’équilibre de plasma. 1 ^

A. HÉMATIES LAVÉES

1. Protocole expérimental

Après centrifugation de sang hépariné de Saumon de montée, de Truite arc-en-ciel et d’Anguille argentée les 1 '

ties recueillies sont mises en suspension dans 2 à 3 volumes de solution saline isotonique puis centrifugées. l'oncr 6 !" 3 "

est renouvelée trois fois, de façon à éliminer toute trace de plasma. A une mente quantité d’hématies lavées on •

une microgoutte d’une solution salino de 111 1 sans entraîneur et un volume, calculé selon la valeur hématocrite du sang utiT é°

soit de solution saline isotonique pure, soit de solution saline contenant des proportions croissantes (1/16, 1/8 1/4 1/2 vt\

de plasma du même animal. Le mélange est agité pendant 5 minutes, puis centrifugé et le H/P mesuré. ’ ’ ’

2. Résultats (fig. 14)

Le H/P de l’Anguille ne varie pas quel que soit le milieu en contact avec les hématies Au

contraire, chez le Saumon et la Truite, le H/P qui est respectivement de 0,10 et 0,22, s’élève à 0 69

et 0,66 en moyenne lorsque le plasma est complètement remplacé par une solution saline. La valeur

du H/P diminue rapidement lorsque la solution saline ajoutée aux hématies renferme des

portions croissantes de plasma et, pour le mélange à parties égales plasma-solution saline elle

est voisine de la valeur normale.

Une expérience de croisement interspécifique a été également réalisée entre des hématies

lavées d’Anguille et du plasma de Saumon d’une part et entre des hématies lavées de Saumo

et du plasma d’Anguille d’autre part. Dans le premier cas, le H/P est égal à 0,13 et dans le seco "d”

il est de 0,70. n ’

B. DIALYSE D’ÉQUILIBRE DE PLASMA

1. Protocole expérimental

Un volume de plasma de Saumon de montée, de Truite arc-en-ciel, d’Anguille ou de Carpe est dialysé (tube do r«ll 1

Visking 20/32) à 4 °C, avec agitation électro magnétique, pendant 48 heures, contre 7,5 volumes de solut ion saline (NnVn

isotonique. Au début de l’expérience, une microgoutte de solution saline de m I sans entraîneur est ajoutée, soit au 1

dans le sac de dialyse, soit à la solution saline à l’extérieur du sac. Le rapport de concentration (R = hit _ ’ , asm “

>»‘I par ml de dialysat) est calculé. P de P lasma /

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION

L’iODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

Fig. 14. Variations du H/P [I ] en fonction de la proportion de plasma dans la solution saline ajoutée aux hématies.

2. Résultats (tableau 29)

La valeur de R est pratiquement identique lorsque 131 I est ajouté à l’extérieur ou à l’inté¬

rieur du sac de dialyse. Il n’y a aucune concentration de I - dans les plasmas de Carpe et d’Anguille

= 1)- Celle-ci est par contre très importante dans les plasmas de Truite ou de Saumon (jusqu’à

38 fois).

Tableau 29

Variations spécifiques du rapport [ l31 I] plasma/[ l31 l] dialysat en dialyse d’équilibre

Espèce

de dialyse

'*■1 à l’extérieur

du su

Saumon.

21,1

Saumon.

38,4

Truite.

14,5

14,2

Anguille.

1,02

1,00

c “ p '.

1,00

0,98

C. DISCUSSION

Les faibles valeurs de H/P (I - ) obtenues pour les sangs de Truite et de Saumon, ne résultent

pas d’une imperméabilité des hématies de ces espèces à l’ion I - , puisque, si le plasma est tota¬

lement remplacé par une solution saline, I - pénètre largement dans les hématies; dans ce cas,

comme chez la Carpe, le S/P I" du Saumon est supérieur (0,82) au S/P Cl~ (0,77). La présence

dans le plasma de Saumon et de Truite, et l’absence dans celui de Carpe et d’Anguille, d’un facteur

de liaison de l’iodure, empêchant ou réduisant sa diffusion dans les hématies, découle des expé¬

riences de croisement interspécifique hématies-plasma, de la diminution du H/P des deux

Salmonidés en fonction de la quantité de plasma dans le milieu et des valeurs de R dans le système

de dialyse d’équilibre.

, L’identité des rapports de concentration lorsque l3l I est ajouté dans le sac de dialyse ou

à 1 extérieur de celui-ci indique que la liaison s’effectue selon un processus d’équilibre réversible

et n’est pas de type covalent. De plus, la chromatographie sur papier de plasma de Saumon

marqué par l3I I qui ne met en évidence que I~, et le fait que 131 I lié dans le plasma n’est pas

extractible par le chloroforme en milieu acide et le devient après oxydation (NaNO,), confirment

que la forme chimique liée est bien I - .

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

Tableau 30

Répartition zoologique du facteur (F) de liaison de l’iodure

C l“~Æ°r d "

Espèce

—

Caractéristiques

(Évolution génitale)

H/P

Rapport de dialyse

CYCLOS-

TOMES

Petromyzonoïdés

Lamproie marine (Pe-

En migration rcproduc-

E.D

0,38 (1)

LOI (1)

CHONDRICIl-

THYENS

( Scyllium canicula L.)

E.M.

cJ Évolution variée ...

—

0,45 ±0,011 (6)

1,00 (2)

(Scyllium stellare

Flem.).

E.M.

0,43 (1)

Raie (Raja sp.).

E.M.

<?+?

—

1,01 (2)

OSTEICH-

THYENS

Chondrostéens ..

Esturgeon (Acipenser

fulvescens).

Non migrateur. Iinma-

Esturgeon ( Acipenser

—

oxyrhynchus ).

Migrateur. Immature.

—

1,00 (7)

Holostéens .

Lépisoslé (Lepisosteus

osseusJ.

E.D.

Immatures.

—

1,01 (3)

Téléostéens

Clupéiformcs.. .

Alose (Alosa alosa L.)

E.D.

2 <J et 1 ? évolués en

migration reproduc¬

trice.

0,23 (1)

8,49 ± 1,00 (3)

Saumon ( Salmo salar L.)

(J et ? au début de la

migration reproduc-

0,105 ± 0,0078(17)

28,5 ± 3,0 (12)

1 ruile de mer (Salmo

E.D.

6 ? i évoluées en mi-

traita L.).

gration reproductrice.

0,124 ± 0,06 (6)

25,6 ± 2,08 (4)

(Salmo gairdnerii

Rich.).

E.D.

d et Ç immatures.

0,22 ± 0,007 (25)

16,5 (2)

Iruite commune (Salmo

fario L.)..

Omble chevalier (Salve-

E.D.

2 J et 1 $ mûrs.

0,19 ± 0,009 (3)

11,3 (1)

linas alpinus L.).

E.D.

—

Brochet (Esox lue tus L.).

E.D.

d évolués.

0,092 ± 0,002 (3)

22,0 ± 1,09 (4)

Cvpriniformes .

Brême (Abramis

brama L.)

E.D.

2 (J mûrs

—

0,55 (2)

1,01 (2)

Carpe (Cyprinus carpio

L.).

d et $ d’évolution va-

riéc.

—

0,38 ± 0,016(11)

1,03 (3)

lus).

E.D.

2 Ç.

—

0,56 (2)

Tanche (Tinca tinca L.).

Poisson chat (Ameiurus

2 <?.

—

0,41 (1)

1,02 (ï)

nebulosus Les.).

2 d et 1 ?.

—

0,51 (1)

1,04 (1)

Anguilliformcs

Anguille (Anguilla

E.D.

anguilla L.).

Congre (Coneer conger

6 $ argentées.

—

0,47 ± 0,038 (3)

1,01 (1)

L.).

2 $ dont 1 très évoluée.

—

0,60 (1)

1,00 (2)

Mugiliformes . .

Muge (Mugil sp.).

E.D.

Immatures ou peu évo-

0,23 ± 0,049 (4)

6,8 ± 1,56 (3)

Immatures ou peu évo-

i»e..

0,44 (1)

1,9 (2)

E.D. = Eau douce; E.M. = Eau de iner.

Les chiffres entre parenthèses indiquent le nombre de déterminations effectuées sur des animaux ou groupes d’ani¬

maux différents.

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’IODUREMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

Tableau 30 (suite)

Répartition zoologique du facteur (F) de liaison de l’iodure

Classe, super ordre

et ordre

Espèce

Milieu

(Évolution génitale)

H/P

Rapport de dialyse

Gadiformes ....

Lotc (Lola Iota L.).

E.D.

2 <J très évolues.

0,65 (2)

Perciformes ...

Loup (Labrax lupus).

Perche soleil (Eupomotis

E.M.

t? et $ évolués.

—

0,49 (2)

1,30 (2)

E.D.

1 â

0,29 (1)

Sar ( Sargus rondelelli).

Uranoscope (Uranosco-

E.M.

1 6-

—

0,96 (1)

pus scaber).

E.M.

3 3-

1,01 (2)

DIPNEUSTES.

Rascassc( Scorpaena sp.)

Protoptère ( Protopterus

E.M.

2$.

0,97 (1)

annectens Owen).

E.D.

3 3 .

0,47 ± 0,026 (3)

E.D. = Eau douce; E.M. = Eau de mer.

Les chiffres entre parenthèses indiquent le nombre de déterminations effectuées sur des animaux ou groupes d'ani¬

maux différents.

III. RÉPARTITION ZOOLOGIQUE DU FACTEUR DE LIAISON DE L’ION I~

(Leloup et Fontaine, 1960; Leloup, 19646)

La démonstration d’une liaison de I' dans le plasma de deux Salmonidés, le Saumon et

la Truite arc-en-ciel, mais non dans le plasma d’Anguille ou de Carpe, indique qu’il ne s’agit pas

d’un caractère commun à tous les Téléostéens et pose donc le problème de la répartition zoologique

du facteur de liaison. Celle-ci a été étudiée, par la mesure du H/P et (ou) du rapport de dialyse,

chez un certain nombre d’espèces d’éthologie et d’écologie variées appartenant aux Cyclostomcs

et à divers ordres de poissons. Dans le cas des Élasmobranches, la dialyse est effectuée contre

une solution de CINa à 16 p. 1 000 et d’urée à 23 p. 1 000.

Le facteur de liaison n’a pu être mis en évidence (tableau 30) chez les Cyclostomes, les Élasmo¬

branches, les Chondrostéens, les Holostéens et les Dipneustes et paraît donc n’exister que chez

les Téléostéens. Chez ces derniers, 23 espèces ont été étudiées, appartenant à 6 ordres parmi les

plus importants sur les côtes et dans les rivières d’Europe. La liaison n’est en rapport ni avec

l’habitat : eau douce ou eau de mer, ni avec le comportement migratoire ou amphibiotique, mais

en revanche, elle est en relation évidente avec la taxinomie. Toutes les espèces appartenant à

un ordre déterminé, quelles que soient leur écologie ou leur éthologie, se comportent identiquement.

Ainsi, tous les Clupéiformes et les Mugiliformes possèdent le facteur de liaison alors qu’il est absent

dans tous les autres ordres étudiés. En accord avec ces données, une liaison importante de I - a

été confirmée chez les Clupéiformes : Truite arc-en-ciel, Brochet, Corégonc (Coregonus clupeaformis)

et Ombre (Thymallus arcticus) (Wolff, 1964; Huang et Hickman, 1968). L’existence du facteur

de liaison chez les Mugiliformes qui présentent anatomiquement, à côté de caractères plus spécia¬

lisés les rapprochant de la Perche, des caractères primitifs de Brochet, d’où le nom de Persésoces

qui leur était donné autrefois, fournit un argument biochimique pour rapprocher cet ordre des

Clupéiformes.

IV. CONCLUSIONS

1. Chez le Saumon et la Truite arc-en-ciel, la répartition de l’iodure sanguin entre les hématies

et le plasma diffère nettement de celle observée chez les Mammifères, les Oiseaux et d’autres

Téléostéens. L’iodure pénètre peu (Truite) ou extrêmement peu (Saumon adulte) dans les hématies.

2. Le comportement particulier de I - dans le sang de ces deux Salmonidés résulte d’une

liaison de cet ion à un constituant du plasma. L’étude de la répartition zoologique du facteur de

liaison chez les Cyclostomes et les poissons montre que celle-ci est en relation directe avec la

position taxinomique des espèces. Ce facteur ne se rencontre pas en dehors des Téléostéens et,

parmi ceux-ci, il est présent chez tous les Clupéiformes et Mugiliformes et absent chez tous les

Cypriniformcs, Anguilliformcs, Gadiformes et Pcrciformes étudiés.

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

CHAPITRE II

ÉTUDE DU FACTEUR PLASMATIQUE

DE LIAISON DE L’ION |- : L’IODUROPHORINE

La démonstration d’une liaison de I - dans le plasma conduit à rechercher la nature du facteur

de liaison, puis, celle-ci étant définie, à étudier les caractéristiques de la liaison, notamment

l’influence de facteurs physico-chimiques (pH, température, teneur en iode, inhibiteurs) et la force

de l’interaction exprimée par la constante d’association. Cette étude a été réalisée essentiellement

chez le Saumon adulte et, pour quelques expériences, chez la Truite arc-en-ciel.

I. NATURE DU FACTEUR DE LIAISON

Par analogie avec les nombreuses interactions d’ions ou de petites molécules avec des

protéines plasmatiques décrites dans la littérature, il était permis d’envisager que le facteur de

liaison de l’ion I - était de nature protéique. Celle-ci a été démontrée par l’étude de l’influence

d’une enzyme protéolytique sur la liaison.

Du plasma de Saumon dilué au demi, soit avec du tampon véronal (pH 8,6), soit avec du

NaCl à 8 p. 1 000, est incubé pendant 24 heures à 37° avec de la trypsine (Trypsine brute Armourl

à raison de 50 mg/ml de plasma. Le rapport de dialyse est ensuite mesuré à 4° et comparé à celui

du même plasma non incubé ou incubé 24 heures à 37° sans enzyme. L’incubation à 37° diminue

légèrement la liaison, mais celle-ci est totalement abolie par l’hydrolyse trypsique (tableau 311

(Leloup, 1964 c). ’

La nature de la (ou des) protéine(s) impliquée(s) dans la liaison a été précisée par préci¬

pitation des protéines du plasma par un sel neutre, par électrophorèse sur papier et par filtration

sur gel de dextrane.

A. PRÉCIPITATION DES PROTÉINES PAR UN SEL NEUTRE (Lbloup, 1964 c)

La précipitation des protéines de plasma de Saumon par (NH 4 ) 2 S0 4 à demi-saturation

(pH 7,4), qui classiquement sépare albumine et globulines, suivie d’une dialyse d’équilibre, en

présence de m I, sur le surnageant et sur le précipité de globulines, préalablement redissous dans

NaCl à 8 p. 1 000, montre que la (ou les) protéine(s) spécifique(s) se retrouve(nt) totalement dans

la fraction albumine.

B. ÉLECTROPHORÈSE SUR PAPIER (Fontaine et Leloup, 1958; Leloup et Fontaine, 1960)

Elle a été réalisée simultanément sur des plasmas de Saumon, de Truite ou d’Anguille

marqués par 131 I, et, à titre de référence, sur du plasma de Rat, à 3 milliampères pendant 2 h \I2

6 h, ou 16 h. '

Les résultats (fig. 15 et 16) varient en fonction de l’espèce considérée et du temps d’élec¬

trophorèse. Pour un même temps d’électrophorèse (6 heures), on observe dans le cas du Saumon

soit un seul pic de radioactivité situé dans la zone de migration des protéines, soit deux pics dont

le plus important correspond à l’iodure lié et le plus faible, situé très nettement en avant'de la

zone des protéines, correspond à l’iodure libre. Chez la Truite, les pics d’iodure lié et d’iodure libre

ont une importance sensiblement égale. Enfin, chez l’Anguille ou chez le Rat, il n’existe qu’un

seul pic correspondant à l’iodure libre.

Pour une même espèce, la courbe de radioactivité évolue en fonction du temps d’électro¬

phorèse. Ainsi, chez le Saumon ou la Truite, le pic d’iodure libre est beaucoup moins important

par rapport au pic d’iodure lié lorsque l’électrophorèse est poursuivie pendant 2 heures 30 au lieu

de 6 heures. Au contraire, après 16 heures d’électrophorèse, le pic d’iodure lié a totalement disparu

chez ces deux espèces. “

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’IODUREMIE CHEZ LES TÉLÉOSTEENS EN EAU DOUCE

Fic. 15. - Électrophorèse sur papier (tampon véronal,

pH : 8,6. force ionique 0,1. courant 3 in A) d'une solution

de l31 I (témoin) et de plasmas de Saumon, Truite et Rat

additionnés de 13l l. Les protéinogrammes sont alignés avec

l’enregistrement de la radioactivité. I.cs flèches indiquent

le point d’application du plasma. Temps de migration :

2 heures 30.

Fie. 16. — Électrophorèse sur papier de plasmas de Sau¬

mon, Truite et Rat. Conditions identiques à celles de la

Fig. 15, sauf temps de migration : 6 heures.

La comparaison de l’électrophorégramme de plasma de Saumon avec celui de plasma de

Rat (fig. 16) indique une liaison de 1 avec une protéine caractérisée par une vitesse de migration

voisine de celle de l’albumine de Rat. Chez la Truite, la protéine de liaison a une mobilité légè¬

rement supérieure à celle du Saumon.

C. FILTRATION SUR GEL DE DEXTRANE (Leloup, 1964 c) (fig. 17)

Elle a été réalisée sur Séphadex G 200 à partir de 3 ml de plasma de Saumon de frayères

préalablement additionné de l3l l sans entraîneur. A titre comparatif, 3 ml de plasma non marqué

de Rat, sont soumis à la filtration moléculaire sur la même colonne (cf Boulouard et Fontaine,

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

La courbe de concentration en protéines de l’effluent présente, comme celle des plasmas

de Mammifères (Flodin, 1962), trois pics. Cependant, l’importance relative de ces différents pics

est très différente chez le Saumon, d’une part, et chez les Mammifères, d’autre part. Tandis que,

chez ces derniers (cf. courbe du plasma de Rat), le pic médian (globulines 7 S) est d’importance

analogue à celui des protéines plus légères (3,5-4 S) constituées principalement par la sérum-

albumine, et que le pic des protéines les plus lourdes (lipoprotéines) est d’importance moindre

Fig. 17. — Filtration sur gel Scphadex G 200 de plasma de Sain»

A---A Absorption à 276 mu (protéines) (liai). Absorpt

(Saumon). O • ■ O Conductivité (Saumon).

additionné d’iodure marqué ( ,3I I)

î à 276 mp. (protéines) (Saumon).

cl de plasma de Rat.

■—■ Radioactivité

mais cependant notable, chez le Saumon, le pic médian contient la majeure partie des protéines

plasmatiques, les pics des lipoprotéines et de l’albumine ayant une faible amplitude. Cette répar¬

tition confirme la pauvreté relative en albumine du plasma des poissons déjà mise en évidence

par électrophorèse (Drilhon et «/., 1958), pauvreté accentuée dans le cas du Saumon de frayères

par le jeûne prolongé.

La courbe de radioactivité présente deux maximums. Le plus important de ceux-ci très

symétrique, celui de l’iodure lié, correspond, avec un décalage d’un tube, au pic de protéines

légères (4 S) du Saumon et très exactement au pie de sérumalbumine du Rat. L’autre maximum

d’amplitude bien moindre, correspond en localisation, au pic des sels, mis en évidence par là

mesure de la conductivité de l’effluent, et représente donc l’iodure libre. 11 existe, en outre, une

traînée de radioactivité entre le pic d’iodure lié et celui d’iodure libre.

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’ïODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

D. DISCUSSION

Les résultats de l’électrophorèse sur papier et de la filtration moléculaire, spécialement

la symétrie du pic d’iodure lié sur Séphadex, indiquent qu’une seule protéine intervient dans la

liaison de I - . Nous avons donc proposé, pour cette protéine porteuse d’iodure, le nom A'ioduro-

phorine (Leloup, 1967 b), de préférence à transiodine (par analogie à transferrine ou transcortine)

parce que ce terme n’implique aucune idée de transport, de mouvement actif, mais traduit une

simple constatation physique d’association entre la protéine et l’halogène. Avant d’adopter cette

appellation, il était toutefois nécessaire de montrer que l’iodurophorine ne liait pas également

la T 4 . En effet, chez les Téléostéens, la T 4 circule, comme chez les autres Vertébrés, en association

avec une ou plusieurs protéines plasmatiques (Leloup, 1964 a). Or, chez le Saumon, l’hormone

est liée à une protéine migrant, en électrophorèse sur papier, comme la sérumalbuminc de

Mammifères (Leloup, 1961) et ayant, par suite, une mobilité très voisine, sinon identique, à

celle de l’iodurophorine. En conséquence, il convenait, en utilisant une technique de séparation

faisant intervenir non plus la charge électrique des protéines mais leur dimension moléculaire,

de vérifier si l’iodurophorine et la protéine liant la thyroxine constituaient, ou non, des entités

distinctes. Nous avons donc réalisé successivement sur la même colonne de Séphadex G 200,

une filtration d’un mélange de plasmas de Saumon de frayères additionné de T 4 marquée par

131 I(T 4 *) puis du même mélange additionné de 131 I sans entraîneur.

La courbe de radioactivité de l’effluent pour la T 4 * présente 4 pics (fig. 18). Le premier,

faible, correspond aux protéines les moins retardées, le second, et de loin le plus important, est

dans la zone des globulines les plus légères du pic principal de protéines, le troisième, relativement

faible, correspond au pic d’albumine, enfin, le quatrième, extrêmement faible, occupe la position

des sels. La comparaison de cette répartition de la radioactivité avec celle obtenue pour 131 I _ (fig. 18)

montre, d’une part, que les troisième et quatrième pics du diagramme représentent respectivement

I - lié et I - libre provenant du radioiodure contaminant la T 4 * et, d’autre part, que l’iodurophorine

est nettement distincte de la protéine principale liant T 4 , laquelle, en accord avec les données

fournies par l’électrophorèse en gel d’amidon (Leloup, 1961) a un poids moléculaire supérieur.

Ces résultats mettent en évidence l’hétérogénéité de la bande « albumine » du plasma de Saumon,

en électrophorèse sur papier, et soulignent l’impossibilité d’établir une corrélation sûre, entre

les protéines sériques des poissons et des Mammifères, par cette technique employée isolément.

D. 0. c/mn/ml

276 mp ï 4 I"

Volume d'effluent (ml)

Fig. 18. — Filtration sur gel Sephadex G 200 de plasma de Saumon additionné d’iodure ou de thyroxine marqués ( IS1 I).

Absorption à 276 m|i (protéines). ■—■ Radioactivité (iodure). A - A Radioactivité (thyroxine). Q--Q

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

Les données obtenues au moyen des trois techniques utilisées pour caractériser l’ioduro-

phorine concordent pour lui attribuer des paramètres moléculaires voisins de ceux de la sérum-

albumine de Mammifère : charge électrique relativement élevée (migration analogue des deux

protéines en électrophorèse sur papier) et poids moléculaire relativement faible (non précipitation

par (NH 4 ) 2 S0 4 à demi-saturation). Par suite de la concordance entre les pics des deux protéines

sur Séphadex, le poids moléculaire de l’iodurophorine peut être estimé de l’ordre de celui de la

sérumalbumine de Rat, soit 69 000 (Charlwood, 1959), dans la mesure toutefois où Pioduro-

phorine ne contient pas de quantités notables de sucres. On sait en effet que les glycoprotéines

se comportent de façon anormale sur Séphadex, comme si elles avaient un poids moléculaire

supérieur à la valeur réelle (Whitaker, 1963; Andrews, 1964; Ward et Arnott, 1965).

La dissociation de la liaison iodurophorine-I“ observée au fur et à mesure de la prolongation

de l’électrophorèse et également au cours de la filtration sur Séphadex, comme le montre la traînée

de radioactivité entre les pics d’iodure libre et l’iodure lié 1 (fig. 17), indique que la constante

d’association de l’interaction protéine-iodure est relativement faible et que ces deux techniques

ne peuvent permettre d’évaluer la quantité d’iodure libre réellement présente dans le plasma

Signalons enfin que les variations observées, pour un même temps d’électrophorèse, entre

différents plasmas de Saumons et entre plasmas de Saumons et de Truites, dans l’importance

relative des pics de I - lié et de I - libre, sont en relation avec les valeurs du H/P ou du rapport

de dialyse. Le pic d’iodure lié est d’autant plus important que le H/P est plus faible et le rapport

de dialyse plus élevé. r

IL CARACTÉRISTIQUES DE LA LIAISON IODUROPHORINE-IODURE

A. INFLUENCE DE FACTEURS PHYSICO-CHIMIQUES

La liaison, mesurée par dialyse d’équilibre, n’est pas modifiée par congélation ou lyophi¬

lisation du plasma; au contraire, le chauffage du plasma à 60° pendant 15 minutes la supprime

presque totalement (tableau 31) (Leloup, 1964 c). La composition saline du milieu de dialyse

ne semble pas intervenir, le rapport de dialyse étant identique en tampon Krebs-Ringer phosphate

ou en NaCl isotonique. La dénaturation des protéines par les réactifs de précipitation de celles-ci

(acide trichloracétique par exemple) détruit totalement la liaison, l’iodure étant quantitativement

retrouvé dans le liquide surnageant.

Tableau 31

Influence de l’hydrolyse trypsique ou du chauffage sur la liaison de l’iodure dans le plasma de Saumon

Plasma dilué au demi avec

Traitement

de riiaiyae

NaCl, 8 p. 1 000

Incubation 24 heures à 37°

Incubation Trypsine

Chauffage 15 minutes à 60°

11,98

10,92

1,05

1,30

Tampon véronal

Incubation 24 heures à 37°

Incubation -f- Trypsine

11,82

8,12

1,00

1. Il existe également une traînée de radioactivité, en arrière de la zone d’élution des protéines dans le cas d T *

(Figure 18), constituée pour une fuible partie de I et, pour la majeure partie, de T 4 libre provenant de la dissociât'

du complexe protéine-'!, au cours de la filtration moléculaire. Alors que la radioactivité de l'effluent devient nulle l0 - n

la zone des sels, dans le cas de I~, elle reste sensiblement constante dans le cas do T 4 . Cello traînée traduit l’élutiôn Pr **

gressive de la T 4 libre, qui n’apparaît pas avec les sels, parce qu’elle est adsorbéc sur le gol (Lissitzky et al., 1962)^°*

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’IODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE 69

1. Effet de la température

La liaison est nettement influencée par la température (Leloup, 1964 c). Le H/P et le

rapport de dialyse ont été mesurés, sur les mêmes sangs ou plasmas de Saumons, à 4°, 17° et, dans

un cas, à 37°, la dialyse étant poursuivie un temps suffisant pour que l’équilibre soit obtenu, soit

48 heures à 4°, 36 heures à 17° et 6 heures à 37°. Le H/P augmente et le rapport de dialyse diminue

en fonction de la température (tableau 32) traduisant une diminution de la liaison, donc une

augmentation de l’iodure libre, lorsque la température augmente.

Tableau 32

Influence de la température sur la liaison de l’iodure

dans le plasma de Saumon

Température

4“

17o

37°

H/P

0,136

0,166

0,133

0,195

Rapport de dialyae

16,26

9,17

18,58

11,13

4,70

19,00

9,66

17,22

10,53

—

2. Effet du pH

Protocole expérimental : L'influence du pH sur la liaison a été étudiée sur du plasma de Truite arc-en-ciel par

dialyse d’équilibre à 4° contre des tampons de différents pH. Les tampons utilisés, préparés selon Gomori (1955), sont :

acide acétique acétate, pH 3,6 et 4,8 ; phosphate, pH 5,5 à 7,5 ; tris HCl, pH 8,2 et 9,1 ; borax, pH 8,9 ; carbonate-bicarbonate,

pH 9,7 et 10,3. Ces tampons sont dilués dans une solution de chlorures de façon à obtenir une concentration finale en

NaCl 0,120 M et KC1, 0,005 M et une force ionique comprise entre 0,16 et 0,17. Les plasmas sont dilués au demi avec NaCl

0,154 M et dialysés contre 6 volumes de solution tampon. Les activités de l’ion hydrogène, à l’intérieur et à l’extérieur

du sac de dialyse, sont mesurées à la fin de la dialyse et trouvées identiques. Ces valeurs finales du pH sont seules consi¬

dérées pour établir la courbe de variation du rapport de dialyse en fonction du pH.

Résultats (fig. 19) : La liaison est faible entre pH 4 et pH 6,5 avec une valeur minimale

à pH 5,8. Elle augmente rapidement au dessus de pH 6,5 pour atteindre sa valeur maximale à

pH 7,5 environ. Elle reste alors constante jusqu’à pH 8,7 et diminue ensuite lentement jusqu’au

pH le plus élevé étudié.

3. Effet de la concentration en iodure

Dans les interactions des petites molécules avec les protéines, tous les sites de liaison ne

sont pas occupés. Il est donc possible, dans le cas de l’iodurophorine, de saturer les sites de liaison

en surchargeant le milieu en iodure. Le H/P et le rapport de dialyse ont été mesurés chez le Saumon

en ajoutant des quantités croissantes d’iodure stable au sang ou au plasma. Le H/P augmente

et le rapport de dialyse diminue régulièrement lorsque la teneur en I - augmente (tableau 331.

La quantité d’iodurc lié augmente, en fonction du 12, I~ dans le système de dialyse, et tend pour

les teneurs élevées vers l’asymptote correspondant à la saturation des sites de liaison (fig. 20).

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

Fie. 19. — Influence du pH sur la liaison iodure-iodurophorine.

Tableau 33

Influence de la concentration en iodure sur la liaison de l’iodure dans le plasma de Saumon

Saumon

— *

1,5

3,75

7,5

H/P

0,109

0,102

0,113

0,163

0,216

0,176

0,300

0,355

f? ml°d

‘ïs’m?

<«° |

200

400

Rapport dr dialyse

—'-

25,0

17,7

2,9

1 71

40,4

26,4

9,6

2,05

1,25

La concentration de ces derniers peut être calculée à partir de II et de la quantité de îiïj-

dans le système lorsque celle ci est suffisamment élevée (200 à 400 jxg) pour saturer a, * OUtee

totalement l’iodurophorine (R voisin de 1). Cette méthode moins exacte que celle proposé***' 1 " 6

dessous (paragraphe B) n’entraîne pas une erreur importante; elle a été utilisée sur J», „i * C, ‘

d’Alose, de Truite de mer et de Muge. 8 plasmas

RÉGULATION

l’iodurémie CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

Fig. 20. Relation entre la concentration en I - du système de dialyse et la concentration de 1“ lié à l’iodurophorine.

4. Effet de divers anioos ou antithyroïdiens (Leloup, 1964 c et résultats inédits)

c™™n° LE EXPÉRIM , ENTAE : Le» sels de Na ou de K des anions simples (Br-, I-) ou complexes (OCN", NO,-.

NO, , SCN-, BF,-, CIO,-) étudiés et les antithyroïdiens (thiourée, thiouracile) sont dissous dans le KRP sans Ca ni Mg,

in-i à san Ç Saumon adulte (50 pi d’une solution 3.10“' M pour 1,5 ml de sang, soit une concentration finale :

,, . , ) ° u introduit dans le système de dialyse d’équilibre par dilution dans le KRP pour obtenir la concentration

désirée : 10-* à 10-‘M. 1

Résultats : Le H/P (15 °C) ou le rapport de dialyse (4 °C) ne sont pas modifiés par le thiou¬

racile ou la thiourée (tableau 34) inhibiteurs de l’oxydation de I - dans la thyroïde. Ce résultat

Tableau 34

Influence des antithyroïdiens sur la liaison de l’iodure dans le plasma de Saumon

Traitement

n»

KSCN

KCIO,

10-*M

10- S M

10-» M

10-* M

H/P

0,33

0,63

0,30

0,28

0,61

0,50

0,29

0,15

0,60

0,55

0,15

0,59

0,63

0,20

0,19

0,60

0,64

0,20

Rapport de dialyse

5,7

1,01

5,3

5,6

Source : MMHN, Paris

JACQUES LELOUP

est une nouvelle preuve de la nature ionique (I - ) de l’iode lié. Au contraire la liaison de 131 I est

inhibée plus ou moins totalement par tous les anions essayés (tableau 34, fig. 21). D’après la figure 21,

les anions peuvent être ainsi classés par ordre de pouvoir inhibiteur croissant :

OCN- < N0 2 - < Br- < N0 3 - < SCN- < 1“ < BF«- < C10 4 -

5. Effet de l’acétylation de l’iodurophorine

En vue de préciser la nature moléculaire du processus de liaison, les protéines du plasma

de Saumon ont été acétylécs par l’anhydride acétique selon Fraenkel Conrat et al. (19491

L’acétylation bloque spécifiquement les groupements aminés libres des protéines (groupes e amino

des résidus de lysine) dont le rôle essentiel a été mis en évidence pour la liaison d’un colorant

anionique, méthyl orange (Klotz et Urquhart, 1949) ou de la thyroxine (Sterling et

Tabachnick, 1961; Tabachnick, 1964) avec la sérumalbuminc humaine ou bovine.

Protocole expérimental : Le plasma est dilué au demi, avec une solution suturée d’acétate de sodium. Des ali

quotes (3 ml) sont traitées par 2,5, 5, 10, 20 ou 400 pi d’anhydride acétique ajoutés graduellement pendant 30' à 60' I

mélange réactionnel étant maintenu dans un bain de glace. ’

Afin d’éliminer l’excès d’ions acétate et de ramener le pH à 7,4, les plasmas traités et témoins sont dialysés à 4 or

contre du tampon phosphate et soumis ensuite à la dialyse d’équilibre en présence de U, I.

Résultats (fig. 22) : Le pourcentage de l3l I lié ( Ial I/ml plasma— lal I/ml dialysat/ lal I/ m i

plasma) diminue graduellement avec le degré d’acétylation. La liaison est totalement abolie avec

400 pi d’anhydride acétique.

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’iODUREMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS

EAU DOUCE

Effet de l’acétylation sur la liaison I~- iodurophorine (Abscisse : quantité d’anhydride acétique pour 1,5 ml de

plasma).

B. MESURE DE LA CONSTANTE D’ASSOCIATION

1. Traitement mathématique et protocole expérimental

Le traitement mathématique est analogue à celui utilisé par Booth et al. (1961) pour étudier l'interaction cortisol-

transcortme.

Dans le système de dialyse d'équilibre, lorsque l’équilibre entre I~ à l’intérieur et à l’extérieur du sac de dialyse

est atteint, on a, d’après la loi d'action de masse, la relation :

dans laquelle K est la constante d’association, [PI] et [I] les concentrations respectives, en moles par litre, d’iodure lié à.

,d°i U ' r0p l °i rmC Ct “ ,0<lure libre et I p ] la concentration des sites libres de la protéine. [P] peut être remplacé par [P T ] — [PII

[Pt] étant la concentration totale des sites de liaison sur l’iodurophorine. La relation (1) devient alors :

[PI] = K[I] ([P T ]_ [Pi]) = K[I] [P T ] — K[I] [PI]

ou : [PI] + K[I] [PI] = K[I] [P T ]

et en divisant par K[I] [P T ] [PI] :

K [P T ] [I] [P T ] [PI]

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

L’addition de quantités croissantes d’iodure dans le système de dialyse modifie l'équilibre en augmentant le nombre

de sites de liaison occupés. En portant graphiquement les différentes valeurs de pjjj et obtenues, pour différentes concen¬

trations de “’I, on obtient une droite (fig. 23) dont la pente, d’après l’équation (2), est égale à _

K[P t ]

et dont l’intersection

avec l’a:

trations sont en moles par litre).

Dans le système de dialyse, à l’équilibre, le rapport de dialyse :

K - Elira d’où , [PI] - (R - 1) [I]

La dialyse est effectuée sur 1 ml de plasma contre 7,5 ml de solution saline, mais le volume dans le sac atteint 1 1 ml

fin d’expérience, fait déjà signalé par Incbar et Freinkel (1956). En conséquence la quantité totale d’iodure I, dans

le système exprimée en moles est : > » s

Il - 1,1 • 10-»[PI) + 8,5 . 10 »[I] (4)

En remplaçant dans (4), [PI] par sa valeur de la relation (3), on obtient :

[IJ = 1,1 . 10-*R+ 7,4.10-» (5)

Pratiquement, le rapport de dialyse est déterminé après addition, dans le système de dialyse de I,1 I et de 1 2 5

et 10pg ou 5, 10, 20 et 37,5 pg de UT I(KI) suivant les plasmas. I, est égal à la somme de l'iodure exogène et’de l’iodùre

du plasma étudié, préalablement déterminé par dosage chimique. La pente de la droite décrivant la relation 1 en fonction

1 . 11*11

de — est calculée par la méthode des moindres carrés et [Pt] et K déterminés comme indiqué ci-dessus. [P T ] est multiplié

par 1,1 pour tenir compte de la dilution du plasma au cours de la dialyse.

La concentration de l’iodure libre dans le plasma original peut être calculée en substituant les valeurs mesu '

de K et de [Pt] dans l’équation (2) et en remplaçant [PI] par [I,] — [I], puisque dans le plasma non soumis à la diafvs*

[PI] + [I] = [IJ, [IJ étant la concentration en iodure total du plasma .On obtient une équation du Bccond degré • ^

K[l]’ + (K[Pt] + 1 - K[I J) [I] - [IJ = 0 '

[IJ W

alors égal à ^ et le pourcentage de sites de

liaison occupés égal à

dont la résolution donne [I]. Le pourcentage de I libre dans le pli

[PI] [IJ — [I]

üÿ

[Pt]

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE L’iODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE 75

L’énergie de liaison iodurophorine - I~ peut être définie par la variation standard d’énergie libre A G 0 et calculée

pour une température donnée par la relation :

A G 0 = — RT lnK

dans laquelle R est la constante des gaz et T la température absolue.

2. Résultats (Leloup, 1964 c)

La constante apparente d’association et les divers paramètres de l’interaction ioduropliorine-

I - ont été mesurés sur des plasmas de Saumons adultes de montée, de frayères ou mendeds, soit

à 4° (12 plasmas), soit à 16° (6 plasmas). Le tableau 35 présente les valeurs moyennes calculées

à partir de toutes les données expérimentales. Les variations de l’interaction en fonction du stade

migratoire seront envisagées ultérieurement; pour celles dues à la température, le test t est effectué

uniquement sur les valeurs appariées des 5 plasmas étudiés simultanément à 4° et à 16°.

Tableau 35

Caractéristiques de la liaison iodurophorine-iodure chez le Saumon adulte

p.IOO d’iodure libre

3,44

3,37

Comme le laissaient prévoir les variations du rapport de dialyse en fonction de la tempé¬

rature, mises en évidence ci-dessus, la constante moyenne d’association à 17° (3,37.10 5 ), est environ

2 fois plus faible que celle déterminée à 4° (6,64.10 B ) (P = 0,025). Cependant, l’énergie de liaison,

AG°, n’est pas différente à 4° (—7 380 cal/mole) et à 17° (—7 336 cal/mole). La concentration

des sites de liaison, ou capacité de liaison de l’iodurophorine, ne varie pas significativement avec

la température et peut atteindre 5,3.10 _B M/litre, soit 676 p.g d’iodure pour 100 ml de plasma.

Par suite de la diminution de l’affinité de l’iodurophorine pour I - à 17°, le pourcentage d’iodure

libre est plus élevé à 17° (8,9 p. 100) qu’à 4° (4,9 p. 100) (P # 0,001). Le pourcentage de sites

occupés, toujours faible, puisqu’il ne dépasse pas 10 p. 100, diminue légèrement lorsque la tempé¬

rature augmente.

La concentration moyenne des sites de liaison dans le plasma d’Alose (620 p.g p. 100 ml)

et de Truite de mer (560 pg p. 100 ml) est voisine de la concentration maximale mesurée chez

le Saumon; celle du Muge, en eau douce, est nettement plus faible (297 |xg p. 100 ml). Il n’est pas

exclu cependant que la capacité de liaison puisse atteindre, chez l’Alose et la Truite de mer, un

niveau beaucoup plus élevé, car ces valeurs sont obtenues sur des poissons très proches de la

maturité génitale. Or, nous montrerons plus loin (chapitre 3) que cette capacité diminue consi¬

dérablement chez le Saumon et la Truite arc-en-ciel sexuellement mûrs.

La constante d’association et [P T ] ont été récemment mesurés (Huang et Hickman, 1968)

chez le Corégone et le Brochet. La concentration des sites de liaison est du même ordre de grandeur

que chez les Clupéiformes que nous avons étudiés; 576 et 1 209 p.g/100 ml respectivement. En

revanche les constantes d’association sont environ 10 fois plus faibles (0,81.10 5 et 0,43.10 8 à 4°

respectivement) que chez le Saumon.

C. DISCUSSION

L’interaction de petites molécules ou d’ions avec une protéine soulève un certain nombre

de questions que Scatchard (1949) a ainsi énoncées sous une forme abrégée: 1. Combien?; 2. Avec

quelle force?; 3. Où?; 4. Pourquoi? En d’autres termes : 1. Combien d’ions sont-ils liés avec chaque

molécule de protéine? 2. Quelle est l’affinité de la protéine pour l’ion? 3. Sur quels sites de la

molécule de protéine la liaison a-t-elle lieu ou quelle est la nature de la liaison? 4. Quelle est la

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

signification physiologique de la liaison? Les réponses qui peuvent être apportées aux trois

premières questions, dans le cas particulier de l’iodurophorine, seront successivement envisagées,

celle relative à la quatrième faisant l’objet du chapitre suivant.

1. Nombre «l’ions liés

La mesure du nombre d’ions 1“ liés par molécule d’iodurophorine implique la connaissance

du nombre de sites et, s’il y a lieu, du nombre de classes de sites de liaison (primaires, secon¬

daires, etc.); ceux-ci ne peuvent être évalués qu’à partir d’une protéine pure, laquelle n’a pas

encore été obtenue. Cependant, l’examen des données de la littérature sur la liaison d’ions ou de

petites molécules à une protéine telle que la sérumalbumine, laquelle présente quelques analogies

avec l’ioduropborine, permet d’apporter une réponse vraisemblable.

La sérumalbumine de Mammifère présente une certaine affinité pour l’ion I - (et aussi pour

d’autres anions : F - , Cl - , SCN - , C10 4 - ) (Scatchard et al., 1957; Carr, 1952) qui se traduit en

dialyse d’équilibre par un rapport de dialyse légèrement supérieur à l’unité (Incbar et Freinkel

1956). La sérumalbumine lie également la thyroxine (Robbins et Rall, 1957). Dans tous ces cas'

il existe un site primaire de forte affinité accompagné de plusieurs sites secondaires ou tertiaires

de beaucoup plus faible affinité (Scatchard et al., 1957; Tritsch et al., 1961; Saifer et al. 19641

Il est donc vraisemblable qu’il en est de même pour l’ioduropborine. Il est d’ailleurs possible de

montrer que l’hypothèse d’un site principal de liaison n’est pas incompatible avec les données

expérimentales obtenues chez le Saumon.

La localisation de l’iodurophorine dans le pic « d’albumine », par filtration sur Sephadex

impbque que la concentration de cette protéine soit inférieure à la concentration totale de protéines

dans ce pic puisque celui-ci correspond à un mélange de protéines (cf. le décalage d’un tube dans

les maximums de protéine et d’iodure). La concentration de la fraction « albumine » peut être

estimée à partir de la protéinémie et du rapport des surfaces du pic d’albumine et des protéines

totales sur le diagramme d’élution du plasma sur Sephadex. La concentration maximale de

l’iodurophorine (correspondant à un seul site de liaison) peut être évaluée à partir de la concen¬

tration molaire des sites de liaison (P T ) si l'on admet un poids moléculaire de 69 000 pour cette

protéine. Si cette valeur calculée est supérieure à la concentration d’« albumine », l’hypothèse

d’un seul site principal devra être rejetée. Tel n’est pas le cas comme le montrent'les résultats

obtenus sur deux plasmas de Saumons de frayères (tableau 36). La fraction « albumine » nui

représente 10 à 13 p. 100 des protéines totales, est environ 2 fois plus élevée que l’iodurophorine

Tableau 36

Comparaison de la concentration de 1’ « albumine»

et de la concentration maximale de l’iodurophorinc dans le plasma de Saumon

Saumon

Iodumphorum

'"«‘“"{g w**

3,05

2,13

38,12

3,56

2,48

44,38

2. Affinité de l’iodurophorine

La constante apparente d’association mesurée pour l’iodurophorinc du Saumon représe

la somme des différentes constantes de liaison multipliées chacune par le nombre de sites corres

pondants. Bien que ces paramètres soient inconnus, il est possible de comparer la constante elob 1 '

avec celle mesurée pour l’interaction de I - avec la sérumalbumine. L’affinité de l’iodurophorin 6

à 16° est environ 45 fois supérieure à celle de la sérumalbumine dont la somme des constant

pour tous les sites est à une température analogue (20 ± 2°) égale à 7 700 (Saifer et al., 1964) 8

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’iODUREMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE 77

L’iodurophorine se différencie également de la sérumalbumiue par le fait qu’elle ne semble pas

lier Cl - alors que l’affinité de Cl - pour la protéine mammalienne est seulement 4 fois plus faible

que pour I - (Scatchard et al., 1957).

L’augmentation de l’affinité de l’iodurophorine en raison inverse de la température,

confirmée par Huang et Hickman (1968), n’est pas particulière à cette protéine mais s’observe

également pour la liaison de la thyroxine à l’albumine (Sterling et al., 1962) ou du cortisol à

la transcortine (Mills, 1961; Daughaday et Mariz, 1961). Si la signification physiologique de

cette influence de la température est peu évidente chez les Homéothermes, il peut ne pas en être

de même pour les Poïkilothermes vivant à des températures variables. Ce point sera envisagé

plus loin.

Il est intéressant également de remarquer que l’affinité de l’iodurophorine est maximale

au pH physiologique du milieu intérieur et varie peu entre pH 7 et 9. Une zone d’affinité maximale

dans les mêmes limites de pH a également été observée pour la liaison de I - (Saifer et Steigman,

1961) et de la thyroxine (Tabachnick, 1964) à la sérumalbumine. Nos résultats relatifs à l’influence

du pH diffèrent toutefois nettement de ceux apportés par Huang et Hickman (1968) pour le

plasma de Brochet. Alors que nous observons une variation continue d’affinité (très faible en deçà

de pH 6,9, l’affinité est maximale entre 7,4 et 8,7 et diminue ensuite) ces auteurs décrivent des

variations discontinues de ce paramètre qui est maximal à pH 5 et 7 et considérablement réduit

entre ces deux pH et au-delà de pH 7. Il est très vraisemblable que cette divergence résulte d’une

interférence des tampons utilisés sur le processus de liaison. Une telle influence a été mise en

évidence pour la liaison d’un colorant anionique le méthylorange avec la sérumalbumine; elle

est fonction de la concentration du tampon, d’une part, et de la nature de l’anion tampon, d’autre

part (Klotz, 1949). Dans nos expériences, l’interférence des tampons est minimisée par dilution

de ceux-ci au 1/5 environ dans une solution de chlorures. Dans les expériences des auteurs canadiens,

les tampons ne sont pas dilués et de plus, ceux utilisés au-delà de pH 7, véronal et carbonate,

diminuent considérablement, spécialement le véronal, la liaison méthylorange-albumine (Klotz,

1949).

3. Nature des sites de liaison

Les sites spécifiques de liaison de I - sur l’iodurophorine sont inconnus de même que ceux

de la plupart des petites molécules liées à l’albumine. Par analogie avec le comportement de colorants

anioniques (Klotz et Urquhart, 1949), ou de la thyroxine (Sterling et Tabachnick, 1961;

Tabachnick, 1964), avec la sérumalbumine, une interaction électrostatique de I - avec les groupes

cationiques NH 3 + libres de la protéine (groupe e-amino des résidus de lysine) pouvait être envisagée.

La diminution progressive de la liaison en fonction du degré d’acétylation (qui bloque les groupes

aminés libres) de l’iodurophorine (fig. 22) plaide en faveur de cette hypothèse. De même la dimi¬

nution de la liaison au-delà de pH 8,7 pourrait résulter d’une perte de protons des groupes NH S +

qui deviennent NH a .

L’inhibition de la liaison I - -iodurophorine par un certain nombre d’anions monovalents

soulève la question de la nature compétitive ou non de cette inhibition. La nature compétitive

a été démontrée, dans le cas de SCN - et C10 4 ~, par dialyse d’équilibre de plasma de Saumon en

présence de différentes concentrations de l27 I - avec et sans inhibiteur. Les droites décrivant la

relation entre ^ et pour le témoin, C10 4 - et SCN - se coupent en un même point sur l’axe des

ordonnées (fig. 24); à concentration infinie en substrat (I - ) la capacité maximum est donc identique

en absence ou en présence d’inhibiteur et par conséquent l’inhibition est compétitive. Il en est

vraisemblablement de même pour les autres anions étudiés.

Huang et Hickman (1968) ont également étudié l’action inhibitrice de divers anions sur la

liaison de I - dans le plasma de Truite, de Corégone et de Brochet. D’après leurs données Br - n’affecte

pas la liaison et l’ordre de pouvoir inhibiteur est : N0 3 - < SCN - < I - = C10 4 - . Nous avons

montré que Br - inhibe la liaison et que C10 4 - est beaucoup plus actif que I - . La divergence entre

nos résultats et ceux de Huang et Hickman s’explique par le fait que ces auteurs n’utilisent qu’une

seule concentration d’inhibiteur (10 -3 M), laquelle met peu en évidence un faible pouvoir inhibiteur

(Br - ) et ne permet pas de dissocier le niveau d’activité d’inhibiteurs puissants (I - et C10 4 - ).

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

Fig. 24. — Nature compétitive de l'inhibition par SCN" et CIO, de la liaison I -iodurophorinc Dinrrnimm. ,i„ p-

des concentrations de I~ libre |1J et lié [PI] verse

L’ordre de pouvoir inhibiteur croissant des anions monovalents sur la liaison A

I- (OCN- < N0 2 < Br- < NO s - < SCN" < I- < B F, < CIO, ) est très voisin de cekdran!

porté par Wolff et Maurey (1963) pour le transport thyroïdien d’iodure (OCN~ # Br- <■ NO-

< NO s - < I- < SCN - < BF 4 - < CIO,-). Ces auteurs trouvent une relation linéaire entre le

pouvoir inhibiteur (exprimé par le pK = — log K, ou K M , constantes de type Michaelis) et la

taille de Fanion (exprimée par le volume molaire partiel <D 0 », c’est-à-dire le volume occupé par

l’anion en solution à dilution infinie) et suggèrent que ce dernier paramètre est un facteur dét

minant de l’activité de l’anion, sur le transport thyroïdien de I~. La similitude observée ci-de

indique qu’il en est vraisemblablement de même pour la liaison I _ -iodurophorine.

Si la taille de l’anion est importante, d’autres facteurs sont susceptibles d’intervenir nota

ment la forme de celui-ci. En fait l’ordre d’inhibition observé, dans le cas de l’iodurophorine

sente deux divergences majeures avec l’ordre des tailles : d’une part Br , dont le <I> est nratin^

ment identique à ceux de OCN - et N0 2 -, est un inhibiteur plus puissant que ces deux ions d’àui; 6 *

part I-, dont le <D 0 est plus faible que celui de SCN~, a plus d’affinité pour l’iodurophorine que c*

dernier. Or Br - et I~ sont des ions sphériques 1 alors que OCN- et SCN- sont linéaires et NO ~

angulaire. Si l’on admet que la sphéricité augmente l’affinité de liaison des anions pour l’iodur*

phorine, les deux divergences précitées sont supprimées. Il apparaît donc que cette affinité e°t

fonction, selon toute vraisemblance, à la fois de la taille et de la structure des anions.

1. Le volume molaire partiel <1*0 (ml/mole) et la structure des a

linéaire), NO,-(25, angulaire), Br~ (25,1, sphérique), NO,- (29,4, plan), SCN- (40,6, linéaire)! I" l (36j!" phérioue^nV-

(44, tétraédrique), CIO, - (44,5, tétraédrique). (D'après Wolkf et Maurey, 1963). ** ''

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’iODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

III. CONCLUSIONS

1. L’ion I- est lié dans le plasma de certains Téléostéens avec une protéine, différente de

celle liant la thyroxine, et présentant certaines analogies (migration en électrophorèse sur papier,

filtration sur gel de dextrane, précipitation par un sel neutre) avec la sérumalbumine de Mammifère!

Nous avons proposé, pour cette protéine, dont le poids moléculaire peut être estimé à environ

69 000, le nom d’iodurophorine.

2. L’affinité de liaison de I - varie en raison inverse de la température et elle est maximale

entre pH 7,4 et 8,7 donc au pH physiologique du milieu intérieur.

3. La constante apparente d’association de l’iodurophorine de Saumon est de 6,64.10® 1/mole

à 4 °C et 3,37.10 5 1/mole à 16 °C. La concentration maximale des sites de liaison est du même ordre

de grandeur, 560 à 676 pg I _ /100 ml de plasma, chez le Saumon, la Truite de mer et l’Alose. Le

pourcentage de sites de liaison occupés est toujours faible chez le Saumon et ne dépasse pas 10 p. 100.

4. La liaison n’est pas affectée par les antithyroïdiens de type thiourée ou thiouracile mais

elle est inhibée compétitivcment par divers anions monovalents. L’ordre de pouvoir inhibiteur

croissant (OCN" < N0 2 ~ < Br~ < NO s - < SCN" < I~ < BF, < C10 4 -) indique que l’affinité

de liaison est fonction de la taille et de la structure de l’ion.

5. L’acétylation progressive des groupements aminés libres de l’iodurophorine réduit puis

supprime totalement la liaison de I - . Les groupes cationiques (NH 3 + ) des résidus amino-acides

basiques de la protéine pourraient donc être les sites de liaison.

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

CHAPITRE III

ÉTUDE PHYSIOLOGIQUE DE L’IODUROPHORINE

Comme nous l’avons indiqué dans le chapitre précédent, nous tenterons d’apporter ici une

réponse à la question de la signification physiologique de la liaison de l’iodure. Nous aborderons

ce problème par l’étude des variations physiologiques de la liaison. La discussion de ces variations

en fonction de l’état physiologique, et spécialement endocrinien, nous conduira à l’étude expéri¬

mentale du rôle physiologique de l’iodurophorine, d’une part, et de la régulation endocrinienne

de cette protéine, d’autre part.

I. VARIATIONS PHYSIOLOGIQUES DE LA LIAISON DE L’ION I~

Celles-ci ont été recherchées chez le Saumon au cours de son cycle migratoire, chez la Truite

arc-en-ciel (poids : 125 à 200 g) à divers degrés d’évolution génitale, et chez le Muge soumis à un

changement de milieu.

Pour chaque espèce, le pouvoir de liaison est exprimé par le H/P et le rapport de dialyse R('»I sans entraîneur}

et, dans certains cas, par la capacité de liaison (Pt). Les pourcentages d’iodure libre et de sites de liaison occupés et la teneur

en iodure libre ont été calculés chez le Saumon adulte par résolution de l’équation (6) (c/. Chapitre 2). Enfin, l’iodurém/

et la protéinémie ont été déterminées chez le jeune Saumon au printemps et chez le Saumon adulte. Dans le cas du ieun 6

Saumon, ces dosages, de même que la mesure du H/P ou de R, sont réalisés sur des mélanges de sangs ou de plasmas de

A. SAUMON (tableau 37, fig. 25) (Leloup et Fontaine, I960 et résultats inédits).

Chez le jeune Saumon, la liaison est faible chez le parr d mûr d’hiver (H/P élevé R faible)

Elle augmente très significativement chez le parr d de printemps dont les gonades ont régressé

diminue chez le parr smolt en cours de smoltification (P < 0,05 pour le H/P) et augmente de nouveau

chez le smolt où elle est significativement plus élevée que chez le parr de printemps (Il/P • P <- o

et le parr smolt (H/P : P < 0,01, R : P < 0,05). ’ '

C’est chez le Saumon de montée que le pouvoir de liaison atteint sa valeur maximale. Il

diminue considérablement (H/P doublé, P < 0,001, R deux fois moindre, P < 0,001) chez le

Saumon frayant. Une nouvelle diminution est enregistrée chez le mended, en migration de descente

mais elle est de plus faible amplitude (P < 0,05 pour R). Une augmentation très importante de là

liaison est observée chez le mended après un transfert expérimental progressif d’eau douce en eau

de mer étalé sur 48 heures et un séjour de même durée en eau de mer pure. Le H/P égal en moyenne

à 0,217 en eau douce n’est plus que de 0,064 en eau de mer. 1

Il n’existe pas de différence sexuelle significative du pouvoir de liaison chez le Saumon de

montée ou le Saumon frayant. Le H/P et R sont respectivement de 0,110 ± 0,011 et 29 35 -f 6 93

chez le d de montée, de 0,100 ± 0,010 et 28,02 ± 3,38 chez la $ de montée, de 0,219 4- 0 029* et

15,67 ± 1,68 chez le <? de frayères, de 0,222 ± 0,011 et 11,74 ± 0,65 chez la $ de frayères En

revanche, le pouvoir de liaison est significativement plus faible (P < 0,05) chez le mended J

(R = 8,86 ± 0,56) que chez la $ (R = 13,11 ± 1,02). Ce fait peut être mis en relation avec l’état

physiologique plus déficient des mendeds d qui représentent, d’après Jones (1959), seulement

10 p. 100 des mendeds retournant en mer.

Les variations du pouvoir de liaison chez le Saumon adulte se traduisent par des fluctuations

de la capacité de liaison (P T ), des pourcentages d’iodure libre et de sites de liaison occupés et de la

concentration d’iodure libre du plasma. La capacité de liaison (fig. 25), maximale au début de la

montée (560 ± 46,3 p.g I p. 100 ml), diminue significativement (P < 0,025) sur les frayères

(387 ± 29,1) et de nouveau chez le mended (316 ± 29,6) mais non significativement. Le pourcentage

d’iodure libre, à 4°, augmente graduellement du Saumon de montée (3,87 ± 0,49) au Saumon

de frayères (4,98 ± 0,65) et au mended (6,51 ± 0,35) (P < 0,01 par rapport au Saumon de montée)

La teneur en iodure libre (fig. 25) calculée à partir des iodurémics des Saumons expérimentés

est, à 4°, de 1,63 ± 0,30 p,g 127 I p.(100 ml chez le Saumon de montée; elle diminue d’environ un

facteur 3 chez le Saumon frayant (0,50 ± 0,06) (P < 0,02) et de nouveau, mais faiblement, chez

le mended (0,40 ± 0,015). A 17°, la teneur en iodure libre est plus élevée, 2,71 pg chez le Saumon

de montée, mais les variations au cours de la migration sont d’amplitude analogue à celles mesurées

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION

.’lODUREMIE CHEZ

TÉLÉOSTÉENS

EAU DOUCE

Fig. 25. — Variations de la liaison de I~ ( • : rapport de dialyse; ■ : Pt, capacité de liaison) et des teneurs en 1,7 I - libre (□)

et en protéines (▲) dans le plasma de Saumon au cours du cycle migratoire.

à 4°. Enfin, le pourcentage des sites de liaison occupés, 7,38 ± 1,05 à 4° chez le Saumon de montée,

n’cst plus que de 2,48 -h 0,19 au moment de la fraye (P < 0,01) et 1,97 ± 0,23 chez le mended

(P < 0,01).

B. TRUITE (tableau 37)

L’importance de la liaison apparaît diminuer graduellement pour les deux sexes en fonction

de la maturité sexuelle. Les fluctuations sont cependant d’amplitude plus forte chez la $. Le pouvoir

de liaison est nettement plus faible chez la $ très évoluée (H/P = 0,312) ou mûre (0,418) que chez

le S mûr (H/P = 0,207).

C. MUGE (tableau 37)

Chez le Muge, en eau douce, le pouvoir de liaison semble également plus faible, chez les pois¬

sons présentant un début de développement génital, que chez l’individu immature. Le transfert

de Muges d’eau très légèrement saumâtre (1 g NaCl par litre) en eau de mer détermine, après 3 à

5 jours, une diminution du pouvoir de liaison concomitante d’une chute de la capacité de liaison

de 297 à 92 p.g I - par 100 ml.

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

Tableau 37

Variations physiologiques du pouvoir de liaison des iodures

a., ....

H/P

Rapport do dialyse

100ml plasma

Saumon

Parr d'hiver.

(3 mûrs

0,33 ± 0,01 (9)

6,15 ± 0,50 (3)

Parr de printemps.

(3 régresses.

0,19 i 0,006 (3)

13,93 -j 0,9 (2)

Parr Smolt.

(5 régressés.

0,255 ± 0,02 (4)

9,92 t 1,22 (2)

2,00 ± 0,22 (5)

(3 régressés et

0,16 t 0,007 (3)

19,30 ! 1.7 (2)

6,55 ± 1,33 (6)

Q immatures.

Montée.

(3 et Q, début de

0,105 ± 0,008 (17)

28,46 ± 3,04 (12)

maturation.

Frayères.

(3 et Q mûrs.

0,220 ± 0,019 (9)

14,82 • 1,39 (14)

Mended (eau

douce).

(3 et C, repos.

0,217 ± 0,010 (12)

11,90 r 0,90 (14)

Mended

(eau de mer) .

Q, repos.

0,064

23,3

Truite arc-en-ciel

(3, RGS : 4,70.

0,173

<3, RGS : 5,67.

0,176

t5 mûrs, RGS : 8,23.

0,207

Q immature, RGS :

0,173

0,12.

Q évoluée, RGS :

0,312

8,37 0 des ovocytes :

2,5 mm.

Hiver .

Q, évolution moyenne.

0,274

Q mûre.

0,418

3,1

Printemps ,.

2 Q, 0 œufs : 1 mm.

0,224

18,55

et 2 (3 peu évolués.

4 Ô, 0 œufs : 1 mm.

0,230

14,50

Muge

Été (Eau douce).

Immatures.

0,20

9,9

— —

(3 moyennement

— —

évolué.

0,27

5,0

(5 moyennement

évolué.

0,35

(Eau de mer)

Immature.

—

1,2

Immature.

0,44

2,6

D. DISCUSSION

Les variations du pouvoir de liaison observées chez les trois espèces étudiées ne sont pas dues

à des modifications de l’affinité de l’iodurophorinc pour I~. En effet, chez le Saumon adulte, dont

le pouvoir de liaison varie considérablement du stade montée aux stades frayères et mended la

constante d’association ne varie pas sensiblement. Elle est en moyenne, à 4 °C, respectivement

égale à 6,63, 6,85 et 6,36.10 B litres/mole chez le Saumon de montée, de frayères et mended En

revanche, l’examen de la figure 25 met en évidence, chez le Saumon adulte, un parallélisme des

variations de R et de la concentration des sites de liaison (ou capacité de liaison), P T , indice de

l’existence vérifiée par le calcul, d’une corrélation positive entre ces deux paramètres (r = -(- 0 946

dl = 9, P < 0,01). De même, chez le Muge, P. r varie en fonction de R : P T = 297 pg pour R ~ 5 5

et 92 pg pour R = 2,6. Pour chaque espèce, le pouvoir de liaison, exprimé par R (ou le H/P) dépend

donc de la capacité de liaison P T et, par suite, de la concentration de l'iodurophorine.

Chez le Saumon, quel que soit le stade, les variations de R ou P T paraissent concomitantes

de celles de la protéinémie (fig. 25). Cette dernière, en moyenne de 32,8 g par litre chez le parr de

printemps, s’abaisse à 26,5 g chez le parr smolt et atteint 39,6 g chez le smoll. Au début de la montée

reproductrice, la protéinémie est de 53,66 i 2,55 g par litre. En accord avec les données anté-

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’IODUREMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

rieures de Fontaine et al., (1950), elle diminue considérablement sur les frayères où sa valeur

moyenne n’est plus que de 36,48 ± 2,07 (P < 0,001). Une nouvelle diminution est observée chez

le mended, 28,37 ± 3,15 g par litre (P # 0,05). Le calcul effectué à partir des valeurs individuelles

obtenues pour le Saumon adulte indique l’existence de corrélations positives très significatives

entre R et la protéinémie (r = + 0,686, dl : 13, P < 0,01) ou entre P x et la protéinémie (r = 4-0 915

dl : 5, P < 0,01). '

Bien que certaines des variations observées dans le pouvoir de liaison soient indépendantes

de l’état génital (jeune Saumon de printemps, mended ou Muge transféré d’eau douce en eau de mer),

la diminution de la liaison observée au moment de la maturité génitale chez la Truite arc-en-ciel,

le Saumon adulte <? et $, et le parr <5 d’hiver pouvait suggérer une intervention des hormones

sexuelles dans la régulation de l’iodurophorine. Chez certains Mammifères, une telle intervention

a été démontrée pour la CBG et la TBG dont les capacités de liaison sont considérablement aug¬

mentées pendant la gestation et par administration d’oestrogènes en quantités importantes, les

androgènes ayant un effet inverse (c/. Rall et al., 1964; Daughaday, 1967). La teneur en oestro¬

gènes du sang du Saumon adulte du bassin de l’Adour a été déterminée par Cedard et al., (1961);

elle est faible chez le Saumon de montée, s’élève considérablement chez le Saumont frayant et

redevient faible chez le mended. Il n’apparaît pas exister de différences significatives fiées au sexe.

La chute de la capacité de liaison chez le Saumon mûr, alors que l’imprégnation oestrogénique

est maximale, et la nouvelle diminution chez le mended, concomitante d’une réduction considérable

de la teneur en œstrogènes, indiquent que ces hormones ne contrôlent pas le niveau de l’ioduro-

phorine et que la relation entre l’évolution génitale et le pouvoir de liaison n’est qu’apparente.

En fait, il existe, chez le Saumon, un parallélimse remarquable entre les variations du pouvoir

de liaison et celles de l’activité thyroïdienne évaluée par la mesure de la sécrétion hormonale. Celle-

ci, faible chez le parr d’hiver, (résultats inédits), augmente chez le parr de printemps, s’élève de

nouveau chez le parr smolt et beaucoup plus encore chez le smolt (Leloup et Fontaine, 1960).

Très importante chez le Saumon de montée, elle est environ 4 fois plus faible chez le Saumon frayant,

s’abaisse encore chez le mended en eau douce et se rétablit au niveau du Saumon de montée chez

le mended en eau de mer (Leloup et Fontaine, 1960; Fontaine et Leloup, 1962). En outre, l’acti¬

vité thyroïdienne apparaît plus faible, en eau douce, chez le mended <J que chez la $ dont le pouvoir

de liaison est significativement plus élevé que celui du S. De même, le fonctionnement thyroïdien

(fixation thyroïdienne de 181 I, pourcentage d’iodothyronines marquées) est moins intense chez la

Truite Ç très évoluée (H/P = 0,312) que chez la $ immature (H/P = 0,173). La seule divergence

entre l’activité thyroïdienne et le pouvoir de liaison est observée chez le parr smolt où ces deux

paramètres varient en sens inverse. Or, la smoltification s’accompagne d’une accélération de la

croissance impliquant une hypersécrétion d’hormone somatotrope (Fontaine, 1960) rendue vrai¬

semblable par l’augmentation du pourcentage des cellules fuchsinophiles de l’hypophyse lors de

cette transformation (Fontaine et Olivereau, 1949; Olivereau, 1954). Il est donc possible que

cette stimuline hypophysaire intervienne dans la régulation de l’iodurophorine. Dans cette hypo¬

thèse, le niveau de cette protéine résulterait d’une balance entre une action stimulante des hormones

thyroïdiennes et une action dépressive de l’hormone somatotrope.

L’effet opposé sur le pouvoir de liaison, déterminé par le transfert d’eau douce en eau de mer

chez le mended (augmentation) et chez le Muge (diminution) ne peut être actuellement expliqué;

il indique toutefois que la teneur du plasma en iodurophorine semble indépendante de la teneur

en iode du milieu. Ce fait a été confirmé expérimentalement sur des Truites arc-en-ciel maintenues

5 jours dans une eau à 100 jxg 127 I~/1, puis 14 jours dans une eau à 200 p.g lï7 I - /l. Le rapport de

dialyse d’équilibre, mesuré après trois dialyses successives des plasmas contre un grand volume

de solution saline isotonique pour éliminer tout l’iodure stable, n’est pas différent pour les Truites

dans le bain d’iodure (R = 9,12 ± 0,84) et pour les témoins (R = 9,61 ± 0,63) (tableau 44).

II. SIGNIFICATION PHYSIOLOGIQUE DE LA LIAISON DE L’ION I~

II est admis (Rall et al., 1964; Robbins et Rall, 1967) que les protéines plasmatiques fiant

la T 4 , spécialement la TBG, déterminent le niveau de T 4 circulante, contrôlent la distribution

d’hormone dans les tissus, enfin, représentent un mécanisme de réserve hormonale limitant l’excré¬

tion. Des rôles similaires ont été attribués à la CBG (de Moor et al., 1968). Par analogie, il était

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

permis d’inférer une influence régulatrice de l’iodurophorine sur l’iodurémie et le métabolisme des

iodures. En outre, par suite de l'environnement aquatique, un rôle de l’iodurophorine dans l’absorp¬

tion des iodures, suggéré par certains résultats expérimentaux (c/. l re partie) méritait d’être envi¬

sagé.

A. IODUROPHORINE ET IODURÉMIE TOTALE

Il semble exister, chez les Téléostéens, une relation entre l’iodurophorine et le niveau de

l’ioduréraie. En effet, les espèces possédant cette protéine présentent des iodurémies moyennes ou

maximales supérieures à celles des autres espèces vivant dans le même milieu (c/. tableau 1) : c’est

le cas, en eau douce, du Brochet, de la Truite arc-en-ciel ou du Corégone, par rapport aux Cyprini-

formes. En eau de mer, Piodurémic du Muge dépasse celle de la plupart des autres espèces marines.

Enfin, le cas des migrateurs amphibiotiques potamotoques capturés en eau douce, au début de

leur migration de reproduction, est particulièrement significatif; ces migrateurs (Alose, Saumon

Truite de mer) possédant tous l’iodurophorine ont, comme nous l’avons signalé précédemment

des iodurémies supérieures à celles de toutes les espèces dulçaquicoles ou marines étudiées jusqu’ici!

La relation iodurophorine-iodurémie est nette chez le Saumon au cours de son cycle migra¬

toire. La comparaison de R (ou de P T ) et de l’iodurémie totale chez le jeune Saumon au printemps,

d’une part, chez le Saumon adulte en eau douce, d’autre part (tableau .37), met en évidence des

fluctuations parallèles de ces paramètres. Il existe une corrélation très significative (r = + 0,850

dl — 11, P < 0,01) entre R et l’iodurémie du Saumon adulte pour lequel le calcul a pu être effectué!

Le fait que l’iodurémie du parr d’hiver soit supérieure à celle du parr de printemps ou du parr-

smolt alors que son pouvoir de liaison est plus faible (tableau 37) n’est pas en contradiction avec

cette relation. En effet, comme nous l’avons signalé antérieurement, l’iodurémie est fonction de

l’apport d’iode alimentaire et de la teneur en iodure du milieu extérieur. Or, les parrs <J d’hiver

sont pêchés sur les frayères où ils fécondent, concurremment avec les gros Saumons d, les œufs

émis par les $, tout en se nourrissant abondamment de ces œufs (Fontaine, 1948) lesquels sont

riches en iode (36 pg 127 I p. 100 g, résultats inédits). De même, l’iodurémie du Saumon adulte aux

différents stades, généralement supérieure à celle du jeune Saumon, malgré un pouvoir de liaison

parfois analogue ou même inférieur, trouve son origine dans la période de vie marine, précédant

la migration anadrome, pendant laquelle le milieu et la nourriture sont riches en iode. Lorsque

l’apport d’iode alimentaire et la teneur en iodure du milieu sont analogues, il apparaît donc que

l’iodurophorine détermine le niveau de l’iodurémie totale.

B. INFLUENCE DE L’IODUROPHORINE SUR LA DISTRIBUTION DE L’IODURE

La liaison iodurophorine-iodure représentant un équilibre réversible, il est évident que la

distribution de I - dans les tissus dépendra de la présence éventuelle de sites de liaison intracellu¬

laires. Il y a lieu, à cet égard, de distinguer deux groupes de tissus suivant qu’ils concentrent (thy¬

roïde, ovaire) ou non l’iodure. Aucun système de liaison de l’ion 1“ n'a pu être mis en évidence par

dialyse d’équilibre d’homogénats de muscle de Brochet (R —- 1). Il en résulte que la répartition de

I - dans les tissus ne concentrant pas l’iodure, et son espace de distribution ou espace iodure, doivent

être fonction de l’iodure libre circulant, donc différer entre les espèces possédant ou non l’ioduro¬

phorine, et, pour les premières, varier en fonction, de l’importance de lu liaison. Pour les tissus

concentrant l’iodure, il y aura compétition entre les sites de liaison cellulaires et extracellulaires •

par suite la fixation d’iodure dans le tissu sera affectée par l’iodurophorine.

1. Tissus ne concentrant pas l’ion I'

a) Répartition tissulaire de I : Celle-ci a été étudiée chez le Saumon, la Truite arc-en-cici, la Carpe et l'Anguille

à un ou plusieurs temps (6 à 72 heures) après injection de 181 1 sans entraîneur. Elle est exprimée par le rapport T/M( 13, I D »

tissu/ I3, I p.g. plasma). Le T/M n’évoluant pas sensiblement en fonction du temps, ce qui traduit un équilibre rapide le

valeurs obtenues aux divers temps ont été réunies. ’ 8

Pour tous les tissus, le T/M est plus faible chez la Truite arc-en-ciel, et plus encore chez le

Saumon de montée dont le pouvoir de liaison est très élevé, que chez l’Anguille ou la Carpe (tableau

38) 1 . La pénétration de 1“ dans le muscle a été spécialement étudiée chez le Saumon au cours du

1. Le T/M = 2 pour le rein caudal de la Carpe résulte do la présence déjù signalée par Lïsak (1964), de follicules

thyroidiens hétérotopiques dans le rein de cette espèce.

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE L’iODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE 85

Tableau 38

Répartition de l’iodure dans les tissus de Téléostéens d’eau douce (exprimée par le T/M = l31 I/e

tissu/ lsl I/g plasma)

Espèce

Truite

arc-en-ciel

Carpe

Anguille

Temps après >«I

fi à 72 h

24 h

24 à 72 h

24 A 72 h

Tissus

Muscle.

0,041

0,056

0,104

0,088

Branchic.

0,09

0,34

0,42

Foie.

0,12

0,25

0,50

0,33

Estomac.

0,20

0,84

Intestin moyen.

0,16

0,18

0,49

0,93

Kcin caudal.

0,18

0,28

2,00

0,45

0,12

0,37

0,70

Vessie natatoire.

0,20

1,49

0,71

cycle migratoire. Elle varie en raison inverse du pouvoir de liaison. Ainsi, le T/M muscle est de

0,041 ± 0,006 chez 6 Saumons de montée et de 0,063 ± 0,017 chez 5 Saumons de frayères. De

même, chez le jeune Saumon, le T/M (muscle/sang) augmente du parr de printemps (5,48 i 0,35)

au parr smoltifié (6,13 ± 0,46) et diminue considérablement (3,56 ± 0,13), et très significativement

(P < 0,001), chez le smolt en migration.

6) Espace iodure : Ce paramètre mesuré comme précédemment indiqué (l re partie, chapitre 1)

est exprimé en p. 100 du poids corporel afin de faciliter les comparaisons (tableau 39). Chez les

Téléostéens ne possédant pas l’iodurophorine. Anguille ou Carpe, l’espace iodure, voisin de 40 p. 100,

est très nettement supérieur à celui des Salmonidés et du même ordre de grandeur que chez l’Homme

(Gaffney et al., 1962). Il est également supérieur au volume des liquides extracellulaires lequel

est en moyenne de 14 p. 100 du poids corporel chez les Téléostéens d’eau douce (Thorson, 1961).

Tableau 39

Espace iodure chez divers Téléostéens

Espèce et st.de

(en p. 100 du poids du corps)

Truite arc-en-ciel.

19,8

— — .

12,8

Truite commune (Salmo fario)..

Saumon

16,7

Parr de printemps.

26,4

Parr smoltifié .

29,2

16,6

7,1

Frayères.

15,9

Carpe.

39,2

Anguille.

Chez les Salmonidés, l’espace iodure est voisin du volume extracellulaire dans le cas de la

Truite. Chez le Saumon, il varie suivant le stade considéré et est d’autant plus important que le

pouvoir de liaison est faible. Supérieur au volume extracellulaire chez le parr, il augmente chez le

parr smolt et diminue considérablement chez le smolt. Chez le Saumon adulte de montée, dont le

pouvoir de liaison est maximal, l’espace iodure est très faible, 7,1 p. 100, donc environ deux fois

plus faible que l’espace extracellulaire, et il est plus que doublé chez le Saumon de frayères.

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

2. Tissus concentrant i’ion I

Pour ces tissus, la distribution de I - sera fonction des affinités et des capacités de liaison

respectives des sites de liaison cellulaires et de l’iodurophorine. La concentration des sites plas¬

matiques de liaison, ou des sites hypothétiques thyroïdiens, est inconnue. Il est cependant possible

de mettre en évidence expérimentalement l’interférence de l’iodurophorine sur la fixation de l’iodure

dans la thyroïde.

Des coupes de nodules thyroïdiens de Saumon adulte de montée (20 à 30 mg), préalablement rincées 2 fois dans

du KRP, sont incubées, à 16-17 °C, en présence de m I, soit dans 1,5 ml de plasma du même poisson, soit dans 1,5 ml de

KRP (pH : 7,4) additionné de Nal afin d’obtenir une concentration en I voisine de celle du plasma (KRP : 66 ixg I-

p. 100 ml, plasma : 52 pg I- p. 100 ml). Les deux milieux renferment du thiouracile (10 J M) afin d’inbiber l'organification

de l’iodure. Le temps d’incubation est limité à 2 heures, temps suffisant pour atteindre l’équilibre. Après l'incubation

les coupes sont rapidement lavées dans du KRP sans 1M I, séchées sur papier filtre et pesées.

Le T/M ( l3l I), égal à 3,3 dans le KRP, n’est plus que de 0,86 dans le plasma, soit seulement

légèrement supérieur au T/M correspondant à Piodure pénétrant par diffusion (0,75 environ pour

la thyroïde de Mammifère selon Wolff et Maurey, 1961).

En accord avec ces résultats, il est intéressant de signaler que la constante apparente d’asso¬

ciation déterminée, selon Wolff et Maurey (1961), sur des coupes de nodules thyroïdiens de

Saumon, ou sur des ovocytes de Truite arc-en-ciel, est respectivement égale à 7,8.10 4 M et 10.10 4 M

soit dans le cas du Saumon environ 7 fois moindre que la constante apparente d’association de

l’iodurophorine mesurée sur les mêmes poissons et à la même température (16-17 °C).

C. INFLUENCE DE L’IODUROPHORINE SUR L’ABSORPTION DES IODURES

(Leloup, 1967 b)

1. Protocole expérimental

Quatre lots de Truites, pesant de 40 à 68 g, à jeun depuis 12 jours, sont mis chacun dans 25 litres d'eau à 15» C

Après 48 heures d’adaptation et renouvellement de l’eau, de la thiourée, du thiocyanute de potassium (SCN-) ou du ^

chlorate de sodium (CIO, - ) sont dissous dans l’eau de trois aquariums, aux concentrations respectives de 1, 1 et 0 6 g n t\ T ~

Ces antithyroïdiens sont choisis de façon à pouvoir évaluer les rôles respectifs de la branchic et de l’iodurophorin'o dans 1’ "h

sorption des iodures. Aussitôt après la dissolution des antithyroïdiens, 100 pC de m I sans entraîneur sont ajoutés à 1’ "

des quatre aquariums. Les Truites sont sacrifiées 24 heures plus tard et les radioactivités en 13, I du milieu extérieur d C ^ U

branchie et du sang mesurées. ’ e ,a

2. Résultats (tableau 40)

C10 4 ~ ralentit de façon importante l’absorption des iodures (S/M = 0,63 au lieu de 1 05

chez les témoins). Ce ralentissement ne résulte pas d’une inhibition du mécanisme branchial d’ab¬

sorption puisque, comme chez l’Anguille (c/. l re partie, chapitre 3), le B/M est significativement

plus élevé que chez les témoins; il découle d’un blocage du transfert branchic-sanc nui s’exnrim

dans l’augmentation considérable du B/S (0,94 au lieu de 0,39). C

Tableau 40

Influence de divers antithyroïdiens sur l’absorption d’iodure ( l3, I) chez la Truite arc-en-ciel

Traitement

b/m

b/s

s/m

Témoins (8)

Thiourée (8)

Perchlorate (8)

Thiocyanate (4 )

0,41 ± 0,037

0.20 ± 0,006****

0,57 ± 0,045**

0,14 ± 0,019****

0,39 ± 0,014

0,33 ±0,013***

0,94 ± 0.049****

0.70 ± 0.009****

1,05 ±0,11

0,62 ±0,029**'*

0.63 ± 0,078***

0,21 ± 0,019****

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’iODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE 87

L’inhibition de l’entrée des iodures par la thiourée est du même ordre de grandeur qu’avec

C10 4 ~ (S/M pratiquement identique) mais elle intervient, comme nous l’avons signalé précédem¬

ment (l re partie, chapitre 3), au niveau du mécanisme branchial. En effet, le B/M est deux fois plus

faible que chez les témoins alors que le B/S n’est pas augmenté.

Enfin, l’effet du thiocyanate est beaucoup plus important que celui des deux autres anti¬

thyroïdiens. Le S/M n’est plus que de 0,21, soit 3 fois plus faible qu’en présence de C10 4 - ou de

thiourée. Cette action plus forte résulte du fait que SCN~ inhibe à la fois le mécanisme branchial

(diminution des deux tiers du B/M) et le transfert branchie-sang (B/S doublé) par suppression de

la liaison I~-iodurophorinc.

D. INFLUENCE DE L’IODUROPHORINE SUR L’EXCRÉTION DES IODURES

1. Saumon

L’excrétion quotidienne de 12, I a été calculée chez le Saumon adulte en eau douce. Elle est égale au produit de l’io-

durémie totale (en jzg 1“ p. ml) par la clearance totale (rénale et branchiale) de l’iodure exprimée en ml de plasma par

24 heures. La clearance est égale au produit du volume de distribution de l’iodure par la constante d’excrétion de 1-, mesurée

(après injection de 131 I) selon Brownf.ll (1951), à partir de la courbe d’épuration plasmatique et de la fixation thyroïdienne

théorique maximale de ,S1 I.

L’excrétion d’iodure est, en moyenne, respectivement de 74, 19,8 et 16,35 pg d’iodure par

jour chez le Saumon de montée, frayant et mended, soitdes rapports d’excrétion montée/frayères = 3,73

et montée /mended = 4,25. La valeur de ces rapports est très voisine de celle des rapports de l’iodu-

rémie libre (montée/frayères = 3,26, mont ée]mended = 4,18) et en revanche nettement diffé¬

rente de celle des rapports de l’iodurémie totale (montée/frayères = 5,35, mont êe/mended = 9,59).

La similitude des rapports d’excrétion et d’iodurémie libre suggère que l’excrétion d’iodure est

limitée à la fraction libre. Ce fait a été confirmé expérimentalement chez la Truite arc-en-ciel.

2. Truite (Leloup, 19676) (tableau 41)

L'expérimentation est réalisée sur les Truites utilisées pour l’étude de l’influence de l’iodurophorine sur l’absorption

des iodures (ci-dessus, paragraphe C), qui reçoivent, au moment de l’addition des antithyroïdiens et du 1S1 I à l’eau, une injec¬

tion de 10 gC de ‘“I sans entraîneur dans la cavité générale. Les radioactivités en 12S I du sang, de la branchie et du milieu

extérieur sont mesurées.

Tableau 41

Influence de divers antithyroïdiens sur l’excrétion d’iodure ( 125 I) chez la Truite arc-en-ciel

Traitement

p.ioo dose 125 I/g.sang

pour ioo g. corps

B/S

Excrétion

(p.ioo dose)

Témoins (8)

3.14 ± 0.22

0,26 ± 0.011

33,5

Thiourée (8)

4.11 ±0.28**

0.27 ±0,015

32,2

Perchlorate (8)

1.02 ±0.12****

0,57± 0,042****

67,7

Thiocyanate (4)

1.48 ±0,17****

0,53± 0,037****

61,0

Lorsque la liaison I~-iodurophorine est inhibée (SCN - et C10 4 _ ), le 12S I disparaît très rapi¬

dement du sang. La radioactivité du sang est, en effet, 24 heures après l’injection, 3 à 4 fois moindre

chez les Poissons traités. Cette fuite de l’iodure traduit bien une excrétion accélérée comme l’indi¬

quent le doublement du B/S ( 126 I) et de la radioactivité du milieu extérieur. Une augmentation

considérable de l’excrétion de 1S1 I, chez la Truite arc-en-ciel ayant reçu 24 heures auparavant une

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

injection de thiocyanate, a également été rapportée par Hunn et Fromm (1964). Le calcul du B/S,

à partir des données de ces auteurs, montre, en accord avec nos résultats, que ce rapport est appro¬

ximativement doublé (0,41 au lieu de 0,20) chez les poissons traités.

Chez les Truites traitées par la thiourée, le B/S ( U5 I) et le pourcentage de 12 *I excrété ne sont

pas sensiblement modifiés. La radioactivité du sang est par contre significativement plus élevée

que chez les témoins. Cette différence s’explique vraisemblablement par le fait que chez les poissons

traités par la thiourée, l26 I fixé dans la thyroïde est très faible par suite du blocage de l’iodation

des restes tyrosine de la thyroglobuline.

E. DISCUSSION

Les différences importantes dans le T/M (I - ), des tissus ou le volume de distribution de l’iodure

selon que l’espèce considérée possède ou non l’iodurophorine, indiquent que celle-ci limite la péné¬

tration de I - dans les espaces interstitiels et dans le compartiment intracellulaire. Les variations

en sens inverse du pouvoir de liaison et du T/M (I - ), du muscle ou de l’espace iodure, chez une

même espèce, confirment ce fait et montrent, en outre, que ces deux derniers paramètres, notamment

le T/M (I - ) du muscle, représentent un bon index du pouvoir de liaison de l’iodurophorinc.

Les expériences d’inhibition de la liaison par les ions C10 4 ~ ou SCN - démontrent que l’iodu¬

rophorine intervient à la fois dans l’absorption des iodures du milieu extérieur qu’elle accélère

et dans l’excrétion de ceux-ci, qu’elle limite à la faible fraction d’iodure libre, comme le confirme

la proportionnalité existant chez le Saumon adulte entre l’iodurie et l'iodurémic libre. Cette pro¬

téine représente donc un mécanisme d’économie des iodures.

Le rôle physiologique; de l’iodurophorine étant défini, la signification physiologique de la

présence de cette protéine, chez certaines espèces de Téléostéens seulement, reste à préciser.

La possession de l’iodurophorine peut présenter un certain intérêt physiologique chez les

Téléostéens migrateurs potamotoques, tels le Saumon, pendant la longue période de jeûne de

la migration de reproduction, en assurant une réserve d’iodure utilisable pour la biosynthèse des

hormones thyroïdiennes et, chez la $, pour l’accumulation de cet oligoélément dans les ovocytes

en maturation. Cependant, la nécessité d’une réserve d’iodure n’apparaît pas clairement chez

le jeune Saumon ou chez les Clupéiformes d’eau douce qui s’alimentent normalement. En outre

la mesure du pool d’iodure extrathyroïdien, (égal au produit du volume de distribution de I~ pa j!

l’iodurémie totale) que nous avons effectuée chez divers TéléostécnB marins ou d’eau douce, possé¬

dant ou non l’iodurophorine (tableau 42), ne met en évidence aucune relation nette entre l’impor¬

tance de ce pool et l’iodurophorine.

Tableau 42

Pool d’iodure extrathyroïdien chez divers Téléostéens

Expire

—

(us I/1II0 T'Io poldüda rorp.)

Eau de mer

10,72

Congre.

Eau de mer

5,6

Rascasse.

Eau de mer

8,96

Périophtlialmc.

Eau douce

11,3

Anguille.

Eau douce

5,6

Ro série.

Eau douce

2,12

2 e série.

Eau douce

3,19

Montée.

Truite commune

Eau douce

4,30

( Salmo fario) .

Euu douce

0,25

L “' pe .

Eau douce

0,94

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’ïODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE 89

En fait, l’influence de l’iodurophorine sur l’excrétion des iodures pouvait suggérer que la

presence de cette protéine chez certaines espèces était en relation avec des modalités particulières

d excrétion de cet ion. Nous avons donc mesuré, chez divers Téléostéens, la constante d’excrétion

totale (branchiale -f rénale) qui exprime la fraction du pool d’iodure extrathyroïdien excrétée

quotidiennement (tableau 43). La constante d’excrétion varie avec la température, mais pour

des températures analogues, elle est du même ordre de grandeur chez la Truite, le Saumon de

montée et la Carpe, et plus faible chez l’Anguille. Cependant, puisque chez la Truite ou le Saumon,

seul, l’iodure libre est susceptible d’être excrété, la constante d’excrétion doit être rapportée, non

au pool d’iodure total comme dans le cas de l’Anguille ou de la Carpe, mais au pool d’iodure libre.

Tableau 43

Excrétion d’iodure chez divers Téléostéens d’eau douce

Espèce

Température

Constante d'excrétion (K.)

(p. 100/j du pool iodure)

Saumon

34,5

80,4

12-14°

Truite arc-en-ciel

38,9

25,2

10°

41,5

5,8

6° 5

24,7

Un tel calcul effectué chez le Saumon de montée, sur la base d’un pool d’iodure libre représentant

7,9 p. 100 du pool total (d’après les mesures in vitro, sur le plasma, à 16-17°), donne une constante

d’excrétion de 435 p. 100, soit plus de 10 fois supérieure à celle de la Carpe, et plus encore à celle

de l’Anguille. Remarquons que, chez le mended, dont le pourcentage d’iodure libre est environ

le double de celui du Saumon de montée (cf. paragraphe I, A), la constante d’excrétion (rapportée

au pool total) est également approximativement doublée (tableau 43). Il apparaît donc que, sans

l’iodurophorine, l’excrétion d’iodure atteindrait chez le Saumon ou la Truite, des niveaux tels

qu’il en résulterait inéluctablement un épuisement progressif de l’iode corporel. Cette fuite de

I iodure libre ne peut que traduire une différence dans les processus d’excrétion rénale ou (et)

branchiale entre les Téléostéens possédant ou non l’iodurophorine; l’excrétion rénale de 131 I

représentant chez la Truite arc-en-ciel environ 80 p. 100 de l’excrétion totale (Hunn et Fromm,

1964), il est vraisemblable que cette différence se situe au niveau rénal.

Hunn et Fromm (1964) ont mesuré chez la Truite, après injection de l3l I, le rapport de

concentration en l31 I urine/plasma. De la valeur de ce rapport (0,08), ces auteurs déduisent que

l’iodure du filtrat glomérulaire est presque entièrement réabsorbé. En réalité, comme pour la

constante d’excrétion, ce rapport devrait être établi, non à partir du 131 I total mais du 131 I libre

du plasma. Le pourcentage d’iodure libre, chez la Truite, à 12-14° (température de l’expérience

de Hunn et Fromm), peut être estimé d’après la similitude du H/P et du rapport de dialyse chez

la Truite arc-en-ciel (tableau 30) et le Saumon de frayères (tableau 37) à environ 7 à 10 p. 100.

II en découlé que le rapport l3I I urine/ l3l I libre plasma est très voisin ou égal à l’unité, donc que

la réabsorption tubulaire nette de I - , chez la Truite, est pratiquement nulle. Ainsi, l’iodurophorine

permettrait de pallier l’absence de réabsorption nette de I - au niveau rénal.

Il est à remarquer que les Clupéiformes sont les plus anciennement apparus des Téléostéens

actuels. L’iodurophorine représenterait donc un mécanisme primitif de rétention de l’iodure.

Chez les Téléostéens plus récents, une réabsorption tubulaire importante de l’iodure, réduisant

considérablement la perte rénale de cet ion, aurait rendu sans objet l’iodurophorine. Cette évolution

expliquerait que, chez le Flet, plus de 80 p. 100 de I - soit excrété par voie extrarénale (Hickman,

Source : MNHI'J, Paris

JACQUES LELOUP

1959), situation inverse de celle observée chez la Truite. La présence de Piodurophorinc chez les

Mugiliformes, qui présentent, comme nous l’avons signalé précédemment, à côté de caractères

de haute spécialisation, des caractères primitifs de Clupéiformes (Brochet), pourrait indiquer

que ces deux ordres de Téléostéens ont une origine phylétique commune. Enfin, il est possible

que la faible liaison de I - à l’albumine humaine représente un caractère vestigial de la liaison I~-

iodurophorine puisque les deux protéines possèdent certaines caractéristiques voisines.

En dehors de son rôle dans la rétention de I - , il n’est pas exclu que Piodurophorinc supplée,

chez les Clupéiformes, un mécanisme branchial d’absorption d’iodure moins efficient que chez

les espèces plus récentes. En effet, si l’absorption d’iodure est du même ordre de grandeur chez

la Truite, l’Anguille ou la Carpe (tableau 4), les expériences d’inhibition de la liaison I~-ioduro-

phorine par C10,“, mettent en évidence une diminution de l’iodure absorbé supérieure à 40 p. 100

(tableau 40). Sans l’iodurophorine, l’absorption d’iodure serait donc très nettement plus faible

chez la Truite que chez la Carpe ou l’Anguille alors que les besoins en 1“ pour la synthèse hormonale

sont plus importants chez le Salmonidé (Leloup et Fontaine, 1960).

L’influence de Piodurophorinc sur la fixation thyroïdienne de l’iodure est intéressante à

considérer. L’action inhibitrice d’un excès d’iodure sur l’iodation de la thyroglobuline, la synthèse

d’hormone thyroïdienne (Wolff et Chaikoff, 1948) et la sécrétion d’hormone (Yamada et al.

1963) est bien connue chez les Mammifères. Cette inhibition persiste chez le Rat, aussi longtemps

que l’iodurémie est supérieure à 20-35 (ig p. 100 ml (Wolff et Chaikoff, 1948); la glande devient

ensuite réfractaire à l’inhibition, probablement parce qu’elle ne concentre plus assez d’iodure

(Wolff, 1964). Toutefois, d’assez nombreux cas d’hypothyroïdie et de goitres consécutifs à

l’absorption continue de quantités importantes d’iodure ont été rapportés en clinique (Wolff

1964; Frey, 1964); chez ces patients, la majeure partie de l’iode fixé par la thyroïde reste sous

forme d’iodure puisqu’il peut être déchargé par SCN~ ou CI0 4 ~ (Paris et al., 1960). En outre

un régime riche en iode détermine la sécrétion dans le milieu intérieur de quantités importantes

d’iode non hormonal thyroïdien (Simon, 1964; Koutras et al., 1964; Fiiey, 1964; Jost et

VlGOUROUX, 1965). En limitant, à de faibles concentrations, Piodure disponible pour la thyroïde,

l’iodurophorine peut permettre un fonctionnement normal de la glande malgré des iodurémies

considérables.

Enfin, l’augmentation de la fraction d’iodure libre du plasma en fonction de la température

du milieu peut présenter un intérêt physiologique en assurant à la thyroïde l’apport d’iodure

plus important impliqué par la plus forte activité glandulaire à température élevée.

III. RÉGULATION DE L’IODUROPHORINE

La discussion des variations du pouvoir de liaison chez le Saumon nous a conduit, sans

exclure d’autres mécanismes, à envisager un contrôle du taux de l’iodurophorine par les hormones

thyroïdiennes (stimulation) et l’hormone somatotrope (dépression). L’éventualité de ce contrôle

a été précisée en évaluant le pouvoir de liaison après des modifications expérimentales de l’activité

thyroïdienne ou somatotrope chez la Truite arc-en-ciel.

A. CONTROLE THYROÏDIEN

1. Stimulation thyroïdienne

Elle a été réalisée soit par voie endogène, soit par voie exogène, le pouvoir de liaison étant

évalué par le rapport de concentration en 13, I : muscle/sang ou plasma, dont nous avons montré

précédemment qu’il variait en raison inverse du rapport de dialyse, donc du niveau de Pioduro-

phorine.

a) Endogène. Celle-ci a été obtenue en soumettant des Truites à la nage à contre-courant

dans un torrent artificiel à raison de 11 heures par jour pendant 11 à 18 jours. Nous avons montré

(Fontaine et Leloup, 1959) que cette activité motrice détermine un hypcrfonctionnement

thyroïdien s’exprimant par un doublement de la sécrétion hormonale (Leloup et Fontaine

1960). Le T/M ( 181 I) (muscle/plasma), égal à 0,0630 ± 0,0053 chez les témoins maintenus en eau

calme, est significativement diminué, 0,041 ± 0,0023 (P < 0,01) chez les Truites dans le torrent*

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’iODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE 91

corrélativement, lWurétnie s’élève de 26,6 |tg p. 100 ml cher les témoins à 37,7 ug cher les poissons

nageant aet,ventent (FovTimE et Leloup, 1959) apportant une nonvelle preuve de la relat“n

entre 1 îoduremie et le pouvoir de liaison. r

b) Exogène. — Des Truites (température de l’eau : 14°) reçoivent, pendant 3 jours une inieetînn .

0,03 unîtes USP de TSH (Organon) et 50 y£ de 131 I sans entraîneur, juste après la dernière injection de TSH Les'témoins

6 e jo 0 ùrraprés S îe phyS1 ° 1 °« , ’ Ue - LeS P° isSOnS de ■ ha( > ue «nt sacrifiés, 'par groupes de’tr^s, ï 3 ou

•i » J 1 ® !Tool e i 8a r ng ld e v S , l ?™° inS ne varie P as Significativement en fonction du temps;

il est égal a 0,0795 î 0,0029. La TSH détermine, dès 24 heures après la dernière injection de TSH

une diminution nette du T/M (donc une augmentation du pouvoir de liaison), laquelle est maximale

et très significative (P < 0,001) 2 jours plus tard (fig. 26). 6 jours après la fin du traitement

hormonal, le T/M est revenu à une valeur supranormale.

TSH

0 2 4 6 '“l Ü

Jours

Fie. 26. —- Influence de l’hormone thyréotrope sur le rapport de concentration muscle/sang en 131 I chez la Truite

Lignes verticales : erreur type des poissons traités.

Lignes horizontales : trait plein, valeur moyenne des témoins; traits interrompus : erreur type des témoins.

2. Inhibition thyroïdienne et compensation par T 4

fin v a ) ^ noTOCOTjE experimental : 26 Truites (poids moyen : 60 g) sont réparties dans trois aquariums contenant

60 litres d eau à 15 ± 1 °C. De la thiourée (antithyroïdien choisi parce qu’il n’affecte pas la liaison iodurophorinc-I - ) est

dissoute dans 1 eau de deux aquariums, à la concentration initiale de 0,7 g par litre, qui est ensuite portée à 0,9 g, puis à

1 g par litre après 12 jours de traitement. Les bains sont renouvelés tous les 3 jours. 10 jours après le début de l’expérience,

les Imites de 1 un des lots traités reçoivent pendant 7 jours une injection quotidienne de 15 pg de dl-thyroxine (solution

sodique). Les poissons de 1 autre lot traité ainsi que ceux du lot témoin reçoivent un même nombre d’injections du solvant

de 1.,. Les lruites sont nourries tous les 2 jours avec de la viande de bœuf, la nourriture étant interrompue 2 jours avant

le sacrifice. Apres la dernière injection, 200 pC de 131 I sans entraîneur sont ajoutés à l’eau de chaque aquarium et les poissons

sacrifies 24 heures plus tard. Les rapports B/M, B/S et S/M (corrigés pour 100 g de poids corporel) sont déterminés.

iw. nS ,o qU 'i j , P ,asmas de 2 ou 3 poissons sont réunis. Ces mélanges sont dilués de moitié avec du NaCl à

y'. V* ,, chacun d’eux est dialysé à 4° dans un même bêcher, contre 1 litre de NaCl à 8 p. 1 000 renouvelé

plusœurs lois, jusqu a ce que la radioactivité du dialysat soit pratiquement nulle. Ainsi, tout Tiodure stable peut être consi¬

déré éliminé de chaque plasma et les variations éventuelles de teneur en 1,7 I- annulées. Les sacs de cellophane sont ensuite

mis en dialyse d équilibré (4 °C) contre 6 ml de KRP additionné de ,31 I sans entraîneur. Le rapport de dialyse (R) est mesuré

ainsi que la teneur en protéines de chaque mélange de plasma.

. résultats (tableau 44) : Le traitement prolongé (18 jours) par la thiourée diminue

significativement R ainsi que la protéinémie par rapport aux témoins. Cette action ne résulte

pas d un effet toxique de l’antithyroïdien, mais bien de la mise au repos fonctionnel de la thyroïde,

car 1 administration de T 4 rétablit ces deux paramètres à leur valeur normale, les différences entre

le lot thiourée et le lot thiourée -f- T 4 étant significatives.

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

Tableau 44

Influence de divers traitements sur l’absorption d’iodure (S/M corrigé pour 100 g de poids corporel),

Piodurophorinémie (rapport de dialyse) et la protéinémie chez la Truite arc-en-ciel

Traitement

S/M

Rapport dr dialyse

Protéine, (g p. I)

Iodure (9).

Thiourée (7).

Thiourée + T t (9).

Témoin (10).

GH (6).

0,32 ± 0,053****

[0,82 ± 0,087****

** 11,17 ± 0,10***

1,77 ± 0,13

1,70 ± 0,167

-H -H -H -H -H

H-H-H-H-H-

Ces fluctuations de la teneur en iodurophorine en fonction du taux de T 4 circulante reten¬

tissent sur l’absorption de l’iodure du milieu extérieur. En effet, le S/M, nettement plus faible

dans les lots traités par la thiourée que dans le lot témoin (P < 0,01), par suite de l’inhibition

du transport branchial par ce composé, est cependant significativement plus élevé dans le groupe

thiourée + T 4 (1,17 ± 0,10) que dans le groupe thiource (0,82 ± 0,087) (P # 0,02). Cette

différence ne résulte pas d’une stimulation du transport branchial par T 4 car le B/M dans les deux

lots traités, très inférieur à celui des témoins, est pratiquement identique, thiourée : 0,41 0,027 •

thiourée + T 4 : 0,44 ± 0,023. En revanche, le B/S est plus faible dans le lot recevant t'

(thiourée : 0,34 i 0,021, thiouree -j- T 4 : 0,28 i 0,011 P < 0,02), ce qui traduit une accélération

du transfert branchie-sang de I~, laquelle ne peut être attribuée qu’à la plus forte teneur en

iodurophorine dans ce lot et est une nouvelle preuve du rôle de cette protéine dans l’ahsorption

d’iodure.

La thiourée permet ainsi de dissocier l’action de T 4 sur les deux mécanismes assurant, chez

la Truite, l’absorption d’iodure : mécanisme branchial et iodurophorine.

B. CONTROLE SOMATOTROPE

1. Protocole expérimental

L’expérimentation a été réalisée sur des Truites appartenant uu même groupe que celles utilisées dans l'expérience

précédente et simultanément à celle-ci. Les témoins sont communs aux deux expériences. Les poissons traités reçoivent

pendant 7 jours une injection quotidienne de GH. Deux préparations ont été utilisées : une préparation NIH-GH : B6

(fournie par Endocrinology Study Section, National Institute of Health, Bethesda) ', dont le titre est do 1 unité USP

par mg, et une préparation Clioay (Lot S-404B) titrant 10 unités Evans par mg. soit approximativement 0,5 unité USP

par mg. Les doses quotidiennes choisies sont de 125 pg du produit NIH ou 325 [ig du produit Choay. Les poissons traités

et témoins reçoivent une injection de ,,S I sans entraîneur (5 pC) avant l’addition du '*'1 & l’eau des aquariums.

2. Résultats (tableau 44)

Il n’y a pas de différence nette dans l’effet des 2 préparations somatotropes sur les divers

paramètres étudiés, de sorte que les valeurs des 2 groupes ont été réunies. Le traitement par GH

diminue considérablement la teneur en iodurophorine (R = 5,01 ± 0,56, témoins : 9,61 ± 0 63

P < 0,01) et la protéinémie (39,72 ± 2,82, témoins : 51,90 i 2,66, P < 0,05). Cette chute du taux

de l’iodurophorine chez les poissons traités s’accompagne d’une augmentation de l’excrétion de

126 I se traduisant par une concentration sanguine de 1!8 I plus faible (GII : 1,64 ± 0,32, témoins •

2,73 ± 0,27 p. 100 dose/g sang/100 g corps, P # 0,02) et un B/S ( l28 I) plus élevé (GH : 0,24 ± 0,013

témoins : 0,17 ± 0,013, P < 0,01). Ces résultats sont une nouvelle confirmation du rôle de

l’iodurophorine dans la rétention des iodures.

1. Contaminants : LH : 0,0019 X NIH-LH-S1 Standard; TSH : 0,003 unité USP (dosée sur le poussin); FSH •

< 0,008 NIH-FH5-S1; prolactine : 0,4 unité par mg; ACTH : 0,25 mU par mg. Dosée sur la Truite, la contamination

en TSH est équivalente à 0,018 unité USP (Y.A. Fontaine, 1968).

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’iODURÉMIE CHEZ LES TELÉOSTEENS EN EAU DOUCE 93

En revanche, malgré la diminution de l’iodurophorinémie, l’absorption d’iodure ne semble

pas modifiée chez les Truites recevant GH, comme l’indique le S/M ( l3l I) : GH : 1,70 ± 0 17

témoins : 1,77 ± 0,13 (tableau 44). Cette contradiction n’est qu’apparente et n’infirme pas le

rôle de l’iodurophorine dans l’absorption d’iodure. En effet, les préparations somatotropes sont

contaminées par de faibles quantités de TSH et aux doses relativement importantes utilisées

dans cette étude, elles déterminent une stimulation thyroïdienne. La mesure de la fixation

thyroïdienne de 126 I ou de m I (après correction pour les tissus extrathyroïdiens) met clairement

ce fait en évidence. Alors que la thyroïde des témoins a fixé en l25 I, 1,54 ± 0,18 p. 100 de la dose,

celles des Truites traitées par les préparations NIH et Choay ont fixé respectivement

2*59 i 0,61 (P < 0,05) et 11,46 i 1,73 p. 100 (P < 0,001). De même, la radioactivité thyroï¬

dienne en 131 I est respectivement 2 785 ± 301, 6 777 ± 1 857 (P < 0,01) et 30 399 ± 9 642 cpm

(P < 0,001) pour les témoins, le lot GII-NIH et le lot GH Choay. Cette hyperactivité thyroïdienne

des poissons traités entraîne une stimulation du transport branchial d’iodure qui permet d’expliquer

la constance de l’absorption d’iodure malgré la diminution de l’iodurophorine.

C. DISCUSSION

Sans exclure d’autres interventions hormonales, l’iodurophorinémie apparaît, d’après les

données expérimentales, déterminée par les teneurs plasmatiques respectives des hormones

thyroïdiennes et somatotrope agissant en sens opposé. Ainsi, l’action dépressive de doses impor¬

tantes de GH se manifeste chez la Truite, malgré la stimulation thyroïdienne entraînée par la

TSH contaminant les préparations utilisées. Cette balance hormonale permet d’expliquer la

diminution de l’iodurophorinémie chez le parr smolt malgré l’activation thyroïdienne, la GH étant

prépondérante. Au contraire, chez le smolt, bien que l’activité somatotrope soit élevée, la nouvelle

et très importante stimulation thyroïdienne détermine une augmentation très nette de l’ioduro¬

phorine circulante.

Ces actions hormonales ne sont pas paiticulières à l’iodurophorine mais ont été démontrées

pour certaines protéines plasmatiques de Mammifères : la CBG et la TBG. Ainsi, le niveau de la

CBG chez le Rat est directement contrôlé par les hormones thyroïdiennes et l’action stimulante

des œstrogènes s’effectue par l’intermédiaire de l’axe hypophyso-thyroïdien (Labrie et al., 1966,

1967; Gala et Westphal, 1966 a et b). Au contraire, chez l’Homme, dans certains cas d’acro¬

mégalie active, avec des teneurs plasmatiques de GH anormalement élevées, l’iode hormonal

circulant est faible par suite d’une diminution de la teneur en TBG (Inada et Sterling, 1967).

De même, l’administration de somatotrope humaine, pendant 5 ou 15 jours, détermine, chez

l’Homme, une diminution significative du PBI et de la TBG (Oliner et Ballantine, 1968).

Enfin, bien que Gala et Westphal (1966 a) concluent que la GH est sans action sur le taux de

CBG déjà réduit du Rat hypophysectomisé, il faut remarquer, d’après les données de ces auteurs,

qu’une nouvelle réduction du taux de CBG apparaît chez les Rats hypophysoprives recevant

0,4 mg de GH ovine pendant 10 jours.

Les fluctuations parallèles de l’iodurophorinémie et de la protéinémie chez les Truites soumises

à divers traitements (tableau 44) (r = + 0,669, P < 0,01, dl = 13), et déjà observées chez le

Saumon au cours de son cycle migratoire, indiquent que la régulation hormonale n’est pas spéci¬

fique de l’iodurophorine mais intéresse d’autres protéines du plasma. Une conclusion analogue

peut être tirée des expériences d’OLiNER et Ballantine (1968) chez l’Homme : la diminution

de la TBG déterminée par GH est concomitante d’une réduction significative de l’albuminémie

et de la protéinémie totale.

La biosynthèse des protéines plasmatiques des Téléostéens s’effectue dans le foie, comme

chez les Mammifères (Kenyon, 1967). Il est donc permis d’inférer que l’action hormonale intervient

au niveau des hépatocytes. Une stimulation de l’incorporation des acides aminés dans les protéines

du foie de Rat, par la GH ou les hormones thyroïdiennes, et dans le foie du têtard de Grenouille,

par la T 3 ou la T 4 , a été démontrée in vivo et in vitro sur des coupes de tissu (cf. Tata, 1966). Cette

stimulation de la synthèse protéique cytoplasmique, qui apparaît après un certain temps de latence,

est précédée par une augmentation précoce de la synthèse de l’ARN nucléaire, puis des ARN

ribosomal et soluble (Tata, 1966). L’action de la T 4 sur l’iodurophorine s’effectue très vraisem¬

blablement selon le même processus. En effet, dans l’expérience réalisée avec la TSH, l’augmentation

de la liaison des iodures est encore faible quatre jours après le début de la stimulation thyroïdienne

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

et est maximale deux jours plus tard. Ce temps de latence, d’environ 90 heures, est du même ordre

de grandeur que celui mesuré par Tata (1965) chez le têtard de Grenouille ayant reçu une injection

de T 3 , pour observer une élévation de 10 p. 100 de la synthèse de protéines, par exemple

105 ± 10 heures pour la sérumalbumine.

L’action dépressive de la GH sur la biosynthèse d’iodurophorine est apparemment contra¬

dictoire avec l’action stimulante de cette hormone sur l’incorporation des acides aminés dans

les protéines hépatiques des Mammifères. Cependant, la GH stimule la fixation des acides aminés,

non seulement dans le foie du Rat, mais également dans de nombreux tissus, muscle squelettique

notamment, et détermine une chute du taux des aminoacidcs plasmatiques (cf. Engel et Kostyo

1964). Si il en est de même chez les Téléostéens, il est concevable que la séquestration d’amino-

acides par la masse des tissus périphériques entraîne une diminution de la proportion des amino-

acides circulants disponibles pour le foie, donc une diminution de la synthèse d’iodurophorine

et des autres protéines plasmatiques, en dépit de la capacité accrue du foie de fixer les aminoaeides.

Une telle hypothèse a été proposée pour expliquer la diminution de la formation d’urée chez les

Rats traités par la GH (Engel et Kostyo, 1964).

IV. CONCLUSIONS

1. Des variations de la capacité de liaison de I - ont été observées chez le Muge soumis à

un changement de milieu, chez la Truite à différents degrés d’évolution génitale et chez le Saumon

au cours du cycle migratoire. Chez ce dernier, les variations de l’iodurophorinémie sont parallèles

à celles de la protéinémie.

2. L’iodurophorinémie, indépendante de la teneur en iodure du milieu extérieur, est contrôlée

par les niveaux respectifs des hormones thyroïdiennes et somatotrope circulantes. La thyroxine

a un effet stimulant, l’hormone somatotrope une action dépressive. Ce contrôle hormonal n’apparaît

pas spécifique de l’iodurophorine mais intéresse l’ensemble des protéines plasmatiques.

3. Chez les Téléostéens possédant Piodurophorine, le volume apparent de distribution de

I" et les rapports de concentration en I - tissu/sang ou plasma, sont nettement plus faibles que

chez les Téléostéens sans iodurophorine et varient en fonction inverse de la capacité de liaison.

Le rapport en I - muscle/sang ou plasma est un bon index de l’iodurophorinémie. La thyroïde

ne semble concentrer que l’iodure libre circulant.

4. L’iodurophorine représente un mécanisme d’économie de l’iodurc. Elle intervient à la

fois dans l’absorption de l’iodure du milieu extérieur qu’elle accélère et dans son excrétion qu’elle

limite à la faible fraction d’iodure fibre. Cette protéine, présente essentiellement ches les Téléostéens

les plus primitifs, permet de pallier l’absence de réabsorption nette de I - dans le tubule rénal chez

ces poissons. Ainsi, l’excrétion quotidienne de 1J7 I~ qui représenterait, chez le Saumon de montée

435 p. 100 du « pool » d’iodure est ramenée à 35 p. 100 de ce « pool » par l’iodurophorine, soit à

un niveau analogue à celui d’autres Téléostéens d’eau douce ne possédant pas cette protéine.

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’iODUREMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

CONCLUSIONS GÉNÉRALES

Au cours de ce travail, réalisé essentiellement sur 4 espèces de Téléostéens en eau douce

(Saumon, Truite arc-en-ciel. Carpe et Anguille) nous avons montré que l’apport d’iodure, nécessaire

au fonctionnement thyroïdien harmonieux de ces poissons, provient pour une part importante

de l’absorption active de cet ion à partir du milieu extérieur. Cette absorption, largement supérieure

aux besoins en iode pour la biosynthèse hormonale, résulte, chez tous les Téléostéens d’eau douce,

d’un transport branchial de I - et en outre, chez certaines espèces seulement, d’une liaison de I -

avec une protéine plasmatique, laquelle représente également un facteur de rétention de cet

halogène. Ces deux mécanismes sont sous contrôle endocrinien. Le cycle de l’iodure et sa régulation

chez ces poissons peuvent être schématisés, d’après nos résultats, par le diagramme de la figure 27.

1. Le transport branchial se traduit par une concentration de I - dans certaines cellules

branchiales, observée in vivo et in vitro. C’est un phénomène actif, qui nécessite l’intégrité de la

chaîne respiratoire et du système de phosphorylations oxydatives, l’ATP étant la source d’énergie

indispensable. Au contraire la sortie branchiale d’iodure est un phénomène passif.

Ce transport se distingue à la fois du transport actif branchial d’un autre halogène Cl -

(échange C1~/HC0 3 - ) et du transport actif thyroïdien de I - car il n’est pas modifié par des

inhibiteurs spécifiques de ces deux mécanismes. En revanche, il ressemble, à certains égards, au

transport d’iodure dans diverses algues. Il implique une oxydation de I - , au niveau de la membrane

externe de la cellule branchiale, par une iodoperoxydase, de pH optimum 5,7, qui pourrait être

une enzyme allostérique et agir comme transporteur. L’iode oxydé est alors réduit en I - dans

la cellule et passe ensuite dans le sang en suivant le gradient électrochimique.

Chez les Téléostéens euryhalins, tels que l’Anguille, le transport branchial est inhibé lorsque

le poisson est transféré en milieu hypertonique, l’inhibition étant d’autant plus importante que

le séjour en eau salée est plus long, ce qui suggère une disparition progressive de l’iodopéroxydase

par répression de sa synthèse.

2. Chez certains Téléostéens la majeure partie de l’iodure plasmatique est bée à une protéine,

de nature albuminique, différente de la (ou des) protéine(s) liant la thyroxine et pour laquelle

nous avons proposé le nom d’iodurophorine. L’intervention de l’iodurophorine, dans l’absorption

de l’iodure qu’elle accélère et dans son excrétion qu’elle limite à la faible fraction d’iodure libre,

a été démontrée en inhibant la liaison I - -iodurophorine par différents anions compétitifs.

L’étude du sang de nombreuses espèces, appartenant aux classes ou ordres des Cyclostomes,

Élasmobranches, Chondrostéens, Holostécns, Téléostéens et Dipneustes, montre que cette protéine

ne se rencontre que chez les Téléostéens. Chez ces derniers, sa présence apparaît en relation avec

la position taxinomique des espèces. L’iodurophorinc n’a pu être caractérisée chez les Cyprini-

formes, Anguilliformcs, Gadiformcs et Perciformes; au contraire elle existe chez les Téléostéens

les plus primitifs, les Clupéiformcs, et chez les Mugiliformes qui présentent certains caractères

de Clupéiformcs. Chez ces poissons, l’iodurophorine permet de suppléer à un transport branchial

relativement peu développé et surtout de pallier l’absence de réabsorption nette de I - au niveau

du tubule rénal. Chez les Téléostéens plus évolués, un transport branchial plus actif, peut-être

par augmentation du nombre des cellules concernées, et une réabsorption rénale efficace de I -

rendraient sans objet l’iodurophorine.

3. L’activité du transport branchial d’iodure est contrôlée par le niveau des hormones

thyroïdiennes circulantes. Le transport est très ralenti lorsque l’activité fonctionnelle de la thyroïde

est réduite par hypophysectomie ou traitement antithyroïdien; il est normalisé par administration

de thyroxine aux hypophysoprives. La 3 : 5 : 3'-triiodothyronine est plus active que la thyroxine

Source : MNHN, Paris

JACQUES LELOUP

Le cycle de l’iodure et son contrôle endocrinien chez les

Téléostéens en eau douce

Stimulation: Inhibition: r Action hypothétique --,

Fie. 27.

et ce contrôle thyroïdien apparaît très spécifique car la 3 : 5-diiodotyrosine, précurseur des hor¬

mones thyroïdiennes, est inactive ainsi que les nombreuses hormones non thyroïdiennes essayée "

De même, les hormones thyroïdiennes élèvent le taux d’iodurophorine, l’hormone somatotro §

ayant un effet inverse. *

Le mode d’action des hormones thyroïdiennes apparaît cependant différent sur le transpo t

branchial et sur Fiodurophorinémie. L’action est très rapide sur le transport branchial et n’impl <r

ni une induction ou une accélération de la synthèse protéique, car l’actinomycine ou la puromvci

sont inefficaces, ni la médiation du 3' : 5'-AMP cyclique; certaines données expérimentales per¬

mettent d’envisager l’hypothèse d’une action des hormones comme effecteurs allostériques" d "

l’iodopéroxydase. Au contraire. Faction hormonale sur l’iodurophorine ne se manifeste tru’a '

un temps de latence de plusieurs jours et implique une synthèse protéique, vraisemblablement

par régulation au niveau des gènes.

Source : MNHN, Paris

DOUCE

RÉGULATION DE L’IODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU

On conçoit l’utilité fonctionnelle du contrôle thyroïdien de l’iodurémie. La glande adapte

l’entrée d’iodure du milieu extérieur et éventuellement sa rétention à ses besoins pour la synthèse

hormonale. En outre, dans les cas de carence en iodure, la thyroïde synthétise préférentiellement

l’hormone la moins iodée, la 3 : 5 : 3'-triiodothyronine, laquelle plus active sur le transport bran¬

chial, tend ainsi à compenser le déficit en iodure. Cette régulation endocrinienne constitue un exemple

d’adaptation physiologique aux conditions écologiques des Téléostéens en eau douce.

Source : MNHN, Paris

RÉGULATION DE l’iODURÉMIE CHEZ LES TÉLÉOSTÉENS EN EAU DOUCE

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