Imagerie de l`ultrastructure de l`organe de Corti chez les

Imagerie de l'ultrastructure de l'organe de Corti
chez les odontocètes par microscopie
électronique à transmission et à balayage
Maria Morell, Marc Lenoir, Willy Dabin, Thierry Jauniaux, Sjoukje Hiemstra,
Marisa Ferreira, Iranzu Maestre, Eduard Degollada, Chantal Cazevieille,
José-Manuel Fortuño, Jean-Luc Puel, Michel André
Laboratori d'Aplicacions Bioacústiques - Centre Tecnològic de Vilanova i la Geltrú
Universitat Politècnica de Catalunya, Spain
Introduction – Pollution sonore
La mer n'a jamais été un monde de silence:
- vagues, vent, tempêtes, activité sismique, turbulences, ...
- organismes marins (crustacés, mammifères marins, ...)
Les derniers cent ans ont été témoin de l'introduction de bruit anthropogénique dans
le milieu marin produit essentiellement par:
- le transport maritime
- l'exploration et la production de gaz et de pétrole en haute mer
- les sonar militaires et industriels
- les sources d'acoustique expérimentale
- les charges explosives sous-marines, militaires ou civiles
- les activités d'ingénierie et le bruit des avions supersoniques
130
1 Hz
20 Hz
500 Hz
50 kHz
.
Intensitdad: dB re 1μPa2/Hz a 1m
120
110
100
90
80
70
Mareés
Activité sismiques
Interaction
Vagues-vagues
Turbulences
vent-ocean
Vagues
se brisant
www.sonsdemar.eu
Bulles
Bruit des organismes marins :
cétacés, crustacés, etc.
Tempêtes
60
Vagues et vent
Pluje, neige
Bruit
antropogénique
50
40
Sonar Industrial et Militairs,
Campagnes sísmiques
Transport marítime, etc
30
0.001
0.01
0.1
1
Frecuencia [kHz]
10
100
adapté de Potter & Delory, 1999
Effets de la pollution sonore
Changements de comportement
- Perturbation dans l'alimentation, reproduction,
migration, soins des jeunes
- Immersions soudaine
- Fuite de la source sonore
- Changements dans le comportement vocal
- Temps d'immersion plus long
- Augmentation de la vitesse ....
Masquage du signal
Le bruit réduit partiellement ou
complètement l'audibilité du signal
Impacts non acoustiques
Traumatisme acoustique
- Physiologiques (stress)
- Physique (lésions des tissus par des ondes de choc)
Les traumatismes relatifs au bruit
Impacts létaux
Impacts sublétaux
RIP
Perte auditive due à
l'exposition à des
sons perceptibles
Traumatisme
acoustique
L'examen des cellules de la cochlée
permet de déterminer s'il y a eu un
traumatisme sonore et la gamme
correspondante des fréquences affectées.
LAB Recherche - Objectifs
1.- Pour comprendre le processus d’audition
Description de
l'organe de Corti de plusieurs espèces d'odontocètes
de mettre en relation leurs possibles différences morphologiques
avec leurs différentes sensibilités auditives
2.- L'analyse morphologique pour détecter d'éventuelles altérations
structurelles résultant de l'exposition sonore
Extraired'autolyse
les oreillesrapide
d’animaux
encore (max
très frais
Processus
dans échoués
l'oreille interne
20-24h)
Collaboration avec différents groupes d'échouage,
centres de réadaptation et oceanarium
Extraction des oreilles
1.- Séparer la tête chez les petits spécimens facilite l'extraction
postérieure de l'oreille
2.- L'accès à l'oreille est facilité par la suppression de la mâchoire
inférieure
3.- Dans une position ventrale retirer délicatement le tissu conjonctif
et les ligaments attachés aux os de l'oreille
©Mead
Extraction des oreilles
Image prise lors d'une autopsie de Phocoena
phocoena à Texel, Pays-Bas. La ligne pointillée
montre l'endroit où le couteau doit être placé pour
extraire le complexe tympanique-périotique.
Échantillon fourni par NIOZ-IMARES
os tympanique
os périotique
Complexe tympanique-périotique d'un Stenella coeruleoalba échoué à Almeria, en
Espagne. Échantillon fourni par Promar
FIXATION
Fixation
EXTRACTION
IMMERSION
Dans:
- 2.5% Glutaraldéhyde avec tampon
phosphate 0.1M (préféré)
ou
- 10% Formaldéhyde
INJECTION
avec:
- 2.5% Glutaraldéhyde avec tampon
phosphate 0.1M (préféré)
ou
- 10% Formaldéhyde
Os périotique
INJECTION
Fenêtre ronde
étrier
1.- Séparez l’os périotique de l'os tympanique
Fenêtre ovale
2.- Couper le ligament stapédien et enlever l'étrier. S’il ne se détache pas facilement, il est
utile de passer un scalpel à travers la jonction
Un os périotique de Tursiops truncatus a été utilisé pour illustrer tous les processus d'injection
INJECTION
3.- Faire un petit trou très
superficiel dans les
membranes des fenêtre ovale
et ronde
4.- Avec l’aide d'un cathéter souple du même diamètre que la taille des fenêtres, introduire
progressivement et très lentement (très peu de pression) la solution de fixation à
travers la fenêtre ovale et la fenêtre ronde jusqu'à ce que la solution sorte par l'autre.
canal
cochléaire
rampe vestibulaire
rampe tympanique
© INM/ S. Blatrix
INJECTION
L'injection est un processus très délicat, mais il en vaut la peine. Des
résultats bien meilleurs ont été obtenus avec les oreilles injectées (ex:
tissus autolytiques sans injection 20-24h post-mortem et tissus bien préservés
ayant été injectés 22h post-mortem )
Méthodologie
3.- Décalcification de l’os périotique
26 heures avec RDO®
ou 14-19 jours avec EDTA
4.- Dissection de la cochlée
5.- Préparation des échantillons pour l'observation au MEB / MET
Résultats du MEB
© LAB-UPC
5 µm
Cellule ciliée interne
Odontocètes
© LAB-UPC
Cellule ciliée externe
RAT
3 µm
© LAB-UPC
3 mm
© Marc Lenoir, INM,
SampleMontpellier
provided by AMBAR
Marsouin commun (fixé 8h 15’ pm)
Mort de la cellule ciliée → formation de cicatrice
CCE
© LAB-UPC
Échantillon fourni par by Thierry Jauniaux (U. of Liège)
Marsouin commun (fixé 16h pm)
CCI
Possibilité de traumatisme acoustique
CCE
Etat sans
lésions
20 µm
Échantillon fourni par Sjoukje Hiemstra, Lineke Begeman et Lidewij Wiersma (U. of Utrecht)
Membrane tectoriale
guinea pig
dauphin bleu et blanc (fixé au moins 20h pm)
Impression des
stereocils des
cellules ciliées
externes
Hensen stripe
Cochon d’inde
© LAB-UPC
© LAB-UPC
Échantillon fourni par le Generalitat de Catalunya et Fundació CRAM
© Morisaki
Partie basale (↑ freq)
MET
Partie apicale (↓ freq)
CCE
CCE
CCE
CCE
Deiters
Deiters
Deiters
Deiters
©Vater
Rats
chauves-souris
Deiters
©Lenoir
ODONTOCETES
CCE
CONCLUSION
- MEB: Organe de Corti: processus d'autolyse très vite après la mort
Structure de la membrane tectoriale reste plus longtemps dans des
conditions acceptables
Inclure l'analyse des MT: Donner un aperçu des
modifications possibles sur les stéréocils des CCE
- MET: Caractéristiques morphologiques des espèces qui peuvent
entendre les hautes fréquences partagée par les chauves-souris qui
pratiquent l’écholocation
Hypothèse: évolution convergente pour les espèces à
écholocation
- CC Dommage-Décomposition:
Diagnostic de possibles traumatismes acoustiques
(MEB+MET)
REMERCIEMENTS
Nous tenons à remercier
nos collègues et les organisations d'échouage qui nous ont aidé à recueillir
les oreilles, en particulier:
- Willy Dabin (CRMM, Université de la Rochelle)
- Thierry Jauniaux (Univesité de Liège)
- Marisa Ferreira (SPVS)
- Lidewij Wiersma, Sjoukje Hiemstra, Lineke Begeman (U. of Utrecht)
- Pablo Cermeño and Iranzu Maestre (AMBAR)
- Ángela Llavona, Josep Mª Alonso, Alfredo López, María Llarena (CEMMA)
- Paco Toledano (PROMAR)
- Gema Hernández (University College Cork)
- Beatriz González (Fundació CRAM)
- Encarna Gómez (Biologia Animal-Vertebrats, UB)
- Denik Ulqini (Universiteti i Shkodres)
- Mardik Leopold (IMARES) et Kees C. J.Camphuysen (NIOZ)
Ministère espagnol de l'Environnement (contract 083/SDGTB/2007) et
Generalitat de Catalunya (AGAUR) pour leur soutien financier
www.lab.upc.es