Effet d'un choc hypotonique sur le volume cellulaire et sur la concentration intracellulaire de calcium des cellules branchiales de truite arc-en-ciel

Effect of hypotonic shock on cell volume and intracellular calcium of trout gill cells

INRA, Laboratoire de Physiologie des Poissons, Campus de Beaulieu, 35042 Rennes Cedex, France.

Résumé

La branchie étant un organe à structure complexe, il était impossible d'étudier l'effet d'un choc hypotonique sur les cellules branchiales in situ. Une culture primaire de branchie de truite a donc été mise au point et l'effet d'une dilution du milieu extracellulaire sur ces cellules en culture a été étudié. Les cellules branchiales en culture primaire forment un épithélium à confluence après 5 à 7 jours de culture. Ces cellules présentent les caractéristiques morphologiques des cellules respiratoires de la branchie. Les mesures du volume cellulaire, lors d'un choc hypotonique, sont effectuées sur des populations isolées de cellules respiratoires, à l'aide du système Coulter counter. Lors de la dilution aux 2/3 du milieu externe, les cellules gonflent pour atteindre un volume moyen de 130% en 5 minutes. Ensuite, les cellules régulent lentement leur volume. Après 30 minutes dans les conditions hypotoniques, le gonflement cellulaire ne représente plus que 110% du volume initial. Lors d'un choc hypotonique, nous avons mesuré, à l'aide d'une sonde fluorescente sensible au calcium (le Fura-2), une augmentation de la concentration intracellulaire de calcium des cellules respiratoires en culture primaire.

Abstract

Gill epithelium being a very complex structure, it was impossible to study the effect of an hypotonic shock on gill cells in situ. For this reason, a primary culture of trout gill cells was developed and the effect of the dilution of extracellular medium was measured on these gill cultured cells. Gill cells in primary culture form a confluent monolayer of contiguous cells after 5 to 7 days of culture. These cultured cells display ultrastructural features resembling those of in situ respiratory cells. Measurements of cell volume, during a hypotonic shock, were made on isolated cultured respiratory cells with a Coulter counter technique. A hypotonic shock (2/3rd Ringer) produces a cell swelling of 130% in 5 minutes. Then, cells regulate their volume : after 30 minutes in hypotonic conditions, cell swelling represents 110% only of the initial value. By measuring intracellular calcium with a fluorescent probe sensitive to calcium (Fura-2), we observed that a hypotonic shock produces an intracellular calcium increase in gill cultured cells.