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Pathologies Métaboliques Pr Anne Couvelard
Département de Pathologie - Bichat
Faculté de médecine Denis Diderot Paris 7
Enseignement du L2, UE2, Biopathologie cellulaire et Tissulaire
Anatomie Pathologique
Polycopié: http://campus.cerimes.fr/anatomie-
pathologique/enseignement/anapath_2/site/html/1.html
Collège Français des Pathologistes – Anatomie Pathologique
Livre de pathologie illustrée, Campus Illustré, Elsevier
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Cours simple et illustré:
Campus d’anatomie pathologique
• Lésions élémentaires des cellules tissus,
organes
– Adaptation cellulaire et tissulaire
– Mort cellulaire et tissulaire
– Accumulation de pigments et substances
• Stéatose, cholestase, calcifications, hémosidérose,
surcharges lysosomiales
– Pathologie des substances intercellulaires
• Amylose
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Définition d’une pathologie
métabolique
• Une anomalie du métabolisme cellulaire peut se traduire par l’accumulation anomale de dans les cellules et/ou dans les espaces intercellulaires d’une substance endogène ou exogène, normalement présente en petite quantité ou absente
• La cellule produit la substance ou bien l’accumule
• 3 mécanismes principaux
– Substance normale, métabolisme inadapté: stéatose, cholestase
– Substance endogène normale ou anormale, s’accumule en raison d’anomalies génétiques de son transport, métabolisme, excrétion: hémosidérose, glycogénoses, déficit a1antitrypsine
– Substance exogène s’accumule: carbone, silice
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Pathologies métaboliques
Pathologies de surcharge
• De nombreux troubles du métabolisme n'ont (en l'absence de complications) pas ou peu de traduction morphologique
• Ces pathologies peuvent concerner le métabolisme
des lipides (triglycérides: stéatose, cholestérol; athérome) des glucides (glycogénoses) des protides (amylose) des pigments (hémochromatose, cholestase, mélanine) autres: calcium, porphyrines, bases puriques…
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Plan :
Pathologie des
1- lipides (stéatose)
2- glucides
3- protéines
(amylose)
4- pigments (hémosidérose)
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Pathologie des lipides
1- accumulation de triglycérides (stéatose)
2- cholestérol et cholestérides
3- lipides complexes
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Pathologie des lipides
1- accumulation de triglycérides
• Augmentation de la quantité des triglycérides par augmentation du nombre ou du volume des adipocytes – diffuse => obésité (excès de tissu adipeux, territoires profonds et
sous-cutanés ) – localisée => lipomatose, involution adipeuse de certains organes
(pancréas, thymus, glandes endocrines, ganglions lymphatiques…)
• Augmentation de la quantité des triglycérides en
dehors des adipocytes – la stéatose: Accumulation anormale de triglycérides dans les
cellules (hépatocytes) qui n’en contiennent pas ou peu à l’état normal
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Stéatose
Obj: savoir définir la stéatose.
Connaître ses aspects
macroscopique et microscopique
(colorations)
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Collège Français des Pathologistes, CoPath, Lésions élémentaires des tissus et organes
Acides Gras Lipoprotéines Hépatocytes
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Architecture microscopique
• Espace porte :
•Artère hépatique
•Veine porte
•Canal biliaire
•Tissu conjonctif
• Lobule :
•Travées d’hépatocytes
• Capillaires sinusoïdes
• Cellules non hépatocytaires
• Veine centrolobulaire
FOIE NORMAL: RAPPEL!!!!
Aspect microscopique
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Espace
Porte Veine
Centrolobulaire
Lobule Hépatique
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Stéatose hépatocytaire - Anatomie pathologique
• Macroscopie :
– Foie augmenté de volume, pâle, jaunâtre, mou et au bord inférieur arrondi. Dépôts graisseux à la coupe
• Microscopie :
– Topographie: Diffuse ou systématisée
– Stéatose macro-vacuolaire : les gouttelettes lipidiques
fusionnent et forment une grosse vacuole qui repousse le noyau
en périphérie.
– Stéatose micro-vacuolaire : les gouttelettes lipidiques ne
fusionnent pas et le noyau reste en position centrale
– Stéatose mixte, macro- et micro-vacuolaire
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• HES
• Taille des vésicule : stéatose macro- ou/et
microvacuolaire
• Abondance : en % (minime<30%, modérée
(30-60%), sévère (>60%)
• Topographie: Systématisée ou diffuse
La stéatose alcoolique est le plus souvent macrovacuolaire, systématisée, centrolobulaire
Evaluation histologique
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Steatose macrovésiculaire Steatose microvésiculaire
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STEATOSE MIXTE et Hépatite alcoolique aiguë
PNN
Corps de Mallory STEATOSE MACRO
STEATOSE MICRO
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Stéatose macrovésiculaire
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Stéatose diffuse Stéatose systématisée
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VCL
VCL
EP
EP
Stéatose systématisée centrolobulaire
MALADIE ALCOOLIQUE DU FOIE
STEATOSE
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Coloration de la stéatose: huile rouge (oil
red O) ou rouge soudan
• Sur tissu avant deshydratation (les solvants
dissolvent les graisses)
• Sur coupe congelée
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Etiologie des stéatoses macrovacuolaires
. Alcool+++++
. Obèsité++
. Diabète++
. Hépatite virale C
. Medicaments (corticoïdes)
. Maladies métaboliques génétiques (Wilson)
. Foie cardiaque
Stéatopathie dysmétabolique
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Manifestation hépatique du syndrome métabolique (obésité, diabète..)
Stéatose réversible…puis
Spectre lésionnel
Stéatose ≥ 5% (NAFL)
Stéatohépatite (NASH)
Stéatofibrose
Cirrhose et cancer
Kleiner Hepatology 2005
Brunt Hepatology 2011
Bedossa Hepatology 2012
STEATOPATHIE DYSMETABOLIQUE=NAFLD=
non alcoolic fatty liver disease
Diapositive PR JY Scoazec
cirrhose
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Prévalence de 17-46% dans la
population adulte des pays occidentaux
Williams Gastroenterol 2011
Dietrich Best Pract Res Clin Gastroenterol 2014
EASL J Hepatol 2016
NAFLD= maladie fréquente
Diapositive PR JY Scoazec
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Pathologie des lipides
2- cholestérol
• accumulation intracellulaire – gouttelettes lipidiques multiples, le plus
souvent dans des histiocytes/macrophages • xanthomes et xanthelasma
– en rapport ou non avec une
hypercholestérolémie
• accumulation extracellulaire – par libération du cholestérol des cellules
(membranes) par lyse des cellules
(nécroses, pus, hématome, kératine)
– cristaux de cholestérol
– Inflammation à corps étranger et fibrose
• athérome
Xanthélasma palpébral
Biopsie de peau
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Pathologie des lipides
2- cholestérol
• accumulation intracellulaire – gouttelettes lipidiques multiples, le plus souvent
dans des histiocytes/macrophages
• xanthomes et xanthelasma
– en rapport ou non avec une
hypercholestérolémie
• accumulation extracellulaire – par libération du cholestérol des cellules
(membranes) par lyse des cellules (nécroses,
pus, hématome, kératine)
– cristaux de cholestérol
– Inflammation à corps étranger et fibrose
• athérome
Inflammation avec cristaux de
cholestérol* et dans les
lipophages (>)
*
*
> >
>
cristaux de
cholestérol dans des
cellules géantes
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Pathologie des lipides
3- lipides complexes
• De nombreux types de lipides complexes peuvent s'accumuler dans les cellules
• Pathologies liées à des déficits enzymatiques constitutionnels (enzymes
des lysosomes et peroxysomes)
• Le substrat de l'enzyme déficiente s'accumule dans les cellules
• Notion de maladie de surcharge lysosomale (thésaurismose lysosomale)
– Anomalie génétique mettant en jeu une protéine de la fonction lysosomale
– Exemples de maladies avec dépôts de lipides complexes
• Les gangliosidoses par ex. déficit en hexosaminidase alpha (maladie
de Tay-Sachs), ou beta (maladie de Sandhof)
• glycocérébrosidase : maladie de Gaucher
• sphingomyélinase : maladie de Nieman-Pick
• Diagnostic
– Surcharge dans les biopsies des tissus touchés (peau, muscle, rectum)
• Histologie, colorations, Histoenzymologie, M. électornique,
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Maladie de Tay Sachs. Surcharge des neurones
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Pathologie des glucides
1- Diabète
2- Glycogénoses = maladies de surcharge
d’origine lysosomiale
• Glycogénoses
– Forme hépatique
Déficit en glucose-6-phosphatase, par exemple
– Forme myopathique
Déficit en phosphorylase musculaire, par exemple
– Forme multiviscérale
Déficit en maltase acide par exemple . Atteinte du cœur, du cerveau, des
muscles squelettiques et du foie
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Pathologie des protéines Amylose
Obj: savoir définir l’amylose. Connaître ses
aspects macroscopique et microscopique
(colorations). Connaitre les principaux types
d’amylose
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Collège Français des Pathologistes, CoPath, Lésions élémentaires des tissus et organes
Dépôts tissulaires interstitiels, intercellulaires EXTRA cellulaires de
substance amyloïde
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Collège Français des Pathologistes, CoPath, Cycle 2, ECN 2013
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Substance amyloïde:
Elle comporte deux constituants un composant fibrillaire
(95%) et un composant non fibrillaire (glycopréotéine,
substance P).
Les fibrilles amyloïdes sont constituées par des molécules
protéiques de composition variées mais ayant en commun
une structure ß-plissée.
Modification des affinités tinctoriale (colorations spécifiques)
et des propriétés biochimiques (insoluble, résistance aux
protéases)
Résumé
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DONC • Diagnostic anatomo-clinique des amyloses : +++
• Par la mise en évidence histologique de la substance amyloïde.
– En pratique, sur biopsie de la muqueuse rectale profonde si amylose
généralisée. L’amylose peut être présente dans la muqueuse mais souvent
n’est visible que dans la paroi des vaisseaux de la sous-muqueuse. Donc
la biopsie doit être profonde: une biopsie superficielle négative est sans
valeur.
– Aussi: biopsies des glandes salivaires accessoires (se: 85%)
– En fonction de l’atteinte: biopsie rénale, myocardique (hépatique: contre-
indiquée)
• Aspect macroscopique et histologique++++
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Diagnostic anatomo-pathologique
• Organes atteints:
– Foie, rein, rate, tube digestif, myocarde, peau,
système nerveux…
– Dépend du type d’amylose
• Macroscopie
• Microscopie
– Histologie
• Coloration standard
• Colorations spéciales
• Immunohistochimie
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• Macroscopie des organes atteints : – Augmentés de volume, pâles, fermes et élastiques.
– A la coupe, aspect cireux, vaguement translucide.
– Aspect grisâtre et rigide
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Amylose
macroscopie
Rein couleur vieil ivoire
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Histologie :
• Les dépôts se localisent : – Dans les parois vasculaires
– Dans les parenchymes glandulaires++
– Sur la trame conjonctive interstitielle
• Aspect:
– Substance faiblement éosinophile extracellulaire.
– Elle infiltre les vaisseaux des tissus interstitiels et peut comprimer et détruire les éléments fonctionnels du parenchyme. Pas d’inflammation
• Colorations spéciales :
– Rouge Congo+++:
• Coloration rouge brique
• dichroïsme jaune-vert en lumière polarisée.
– Thioflavine T, fluorescence verte en lumière UV
– Violet de Paris, métachromasie pourpre/rose groseille du colorant.
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Amylose cardiaque
Amylose digestive
Vaisseau: dépôts amyloïdes
HES: dépôt éosinophile « craquelé »
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Rouge congo, lumière polarisée pour confirmer
Thioflavine T, lumière UV
Rouge congo, lumière non polarisée
L’amylose apparait en rose
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Amylose cardiaque
Coloration Violet de Paris
vaisseaux
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Amylose: colorations
Coloration de rouge congo => biréfringeance en lumière
polarisée (vert pomme)
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Amylose: colorations
Amylose rénale => coloration rouge congo et
polarisation
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Sinusoïdes hépatiques
x10
Amylose hépatique : Aspect Microscopique
Dépôts amorphes diffus,
« effaçant » le foie
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Dépôts vasculaires
importants
x10
Amylose hépatique : Aspect Microscopique
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Collège Français des Pathologistes, CoPath, Lésions élémentaires des tissus et organes
Différentes entités cliniques Ici les principales:
Principales causes à connaitre ; causes reprises dans les tableaux suivants
Classement: localisé/généralisé – type de protéine – héréditaire ou non
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Amylose – les formes principales en fonction de la
protéine amyloïde
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Collège Français des Pathologistes, CoPath, Cycle 2, ECN 2013
Amylose – formes généralisées les plus fréquentes
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Amylose: différentes protéines (> 20)
Protéine normale Protéine amyloïde
Chaîne légère Ig AL
Chaîne lourde Ig AH
Aposérum AA
A b2M (molécule HLA I)
Transthyrétine
bAPP (cerveau)
PrPc (cerveau)
AA
b2 microglobuline
ATTR
bA4 (alzheimer)
PrPsc (maladies à prion)
Donc le type d’amylose (protéine d’origine) peut être déterminé
par immunohistochimie si l’anticorps est disponible
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Amylose: différentes protéines (> 20) beaucoup plus complexe...
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Typage en immunohistochimie de la protéine responsable des dépôts
amyloïdes, permet de mieux caractériser les dépôts
-Anticorps spécifiques
- anti- protéine AA (ou SAA)
Ici (photo) positivité sur les dépôts
notamment périvasculaires
- anti-chaîne légère (kappa, lambda)
- anti-transthyrétine
- Anti-beta2microglobuline
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L’amylose, points essentiels
• Le typage de l’amylose peut se faire sur immunohistochimie
•Aspect macroscopique et microscopique (dépôt extracellulaire éosinophile, parois vasculaires++)
•Biopsies de site préférentiel, accessible++: rectale profonde et BGSA (biopsie de glandes salivaires
accessoires)
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Pathologie des pigments
1- Fer
2- Bile
3- Autres: mélanine
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Pathologie du fer
Hémosidérose
Obj: savoir définir l’hémosidérose.
Connaître l’hémochromatose: ses
aspects macroscopique et
microscopique (colorations).
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Collège Français des Pathologistes, CoPath, Cycle 2, ECN 2013
En bref • Hémosidérine :
Pigment brun-jaunâtre dérivé du FER d’origine sanguine fait
d'agrégats de ferritine
• Hémosidérose :
– C’est l’accumulation d'hémosidérine dans un tissu
– Localisée ou diffuse, primitive ou secondaire
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Hémosidéroses localisées post-hémorragiques :
* les thromboses, les cicatrices post-hémorragiques sont tatouées
de grains d’hémosidérine.
Les hémosidéroses généralisées :
1 Les hémosidéroses généralisées secondaires :
après transfusions répétées, anémies hémolytiques…
foie : hémosidérine surtout dans cellules de Kupffer, sans fibrose
2 L’hémosidérose généralisée primitive ou hémochromatose:
-maladie héréditaire à transmission autosomique récessive à pénétrance
incomplète, par absorption excessive du fer par le tube digestif
-liée à mutation du gène HFE (type 1; mutation C282Y)
-fréquente (0,2 à 0,8% de la population)
-la surcharge en fer est progressive
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Foie
sidérose massive et diffuse des hépatocytes, fibrose qui aboutit à une cirrhose
micronodulaire et risque de développer un carcinome hépatocellulaire
Pancréas
sidérose des acini et des îlots de Langerhans ; fibrose mutilante. Apparition d’un
diabète insulino-dépendant.
+ myocarde (troubles de la conduction, insuffisance cardiaque), peau
et muqueuses (tâches, mélanodermie), glandes endocrines (diabète,
insuffisance gonadique), os (ostéoporose)
Diagnostic de l'hémochromatose : clinique, anomalies biologiques (évaluation
de la surcharge en fer par ferritinémie, coefficient de saturation de la
transferrine), recherche mutation C282Y (ou H63D) homozygote, biopsie
hépatique avec dosage du fer intrahépatique.
Hepcidine, hormone clé: régule l’absorption intestinale du fer (si HFE mutée,
insuffisance de sécrétion d’hepcidine et hyperabsorption non régulée du fer)
Hémochromatose: atteinte polyviscérale
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Hémochromatose
Foie
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Fer en histologie
Mise en évidence histologique :
•sans coloration spéciale, les amas d’hémosidérine suffisamment
volumineux sont visibles sous l’aspect de granulations brun-ocre.
•des réactions très sensibles et très spécifiques permettent de colorer le
fer ionisé (coloration de Perls: coloration bleue)
La ponction-biopsie hépatique :
•Confirme et quantifie la surcharge en fer (Perls)
•Recherche la fibrose, une cirrhose (trichrome, rouge sirius)
•En cas de cirrhose, risque de carcinome hépatocellulaire
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Hémochromatose
Foie
Coloration de Perls
Coloration hématéine éosine
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Granulations hépatocytaires,
ocre de taille variable - HES
Granulations bleues au pôle
canaliculaire des hépatocytes - Perls
Images PR JY Scoazec
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Hémochromatose - pancréas
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• Hémochromatoses héréditaires
– (Type 1 lié au gène HFE)
– Types 2A, 2B, 3 et 4, non liés au gène HFE
• Hémochromatoses néonatales, par alloimmunisation
• Hémosidéroses secondaires associées à des maladies systémiques :
– Transfusions
– Maladies du globule rouge (hémolyse…)
– Anémie des maladies chroniques
• Hémosidéroses associées aux hépatopathies
– Alcool, hépatite virale C ou NASH
• Absorption alimentaire exagérée en fer
Modern Pathology (2007) 20, S31–S39
Autres surcharges hépatiques en fer
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Pathologie des pigments biliaires
Cholestase
• Causes
– Obstacle sur les voies biliaires (lithiase, tumeur) ou
atteinte hépatocytaire (toxique, virale), hémolyse,
maladie de Gilbert
• Définition
– Cholestase histologique: accumulation visible de bile
dans le tissu hépatique
– Physiopathologie
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1 : hémolyse: apport accru
2 : maladie de Gilbert: trouble de la conjugaison
3 : obstacle voie biliaire, hépatite: trouble de l’excrétion Exemples :
Bile (cholestase)
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Cholestase histologique
• Définition:
– Accumulation visible de bile dans le tissu hépatique
• Macroscopie :
– Coloration verte du foie
• Histologie
– Amas de bile dans les hépatocytes ou dans les canalicules
inter-hépatocytaires, de couleur brun-verdâtre sur la
coloration par HES
– Vert sur la coloration de Perls
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Pathologie du calcium
Calcifications
• Dépôts anormaux de calcium dans les tissus; 2 mécanismes: – Calcifications dystrophiques (tissus lésés, nécrosés, inflammatoires, calcémie
normale)
– Calcifications en tissus sains en cas d’élévation anormale de la calcémie
• Macroscopie : – Induration, couleur blanchâtre, opaque (Rx), pierreuse
• Histologie : – À l’hématéine-éosine : dépôts denses, amorphes ou finement granulaires,
bleu-noir ou violacés
– Extra-cellulaires, plus rarement intra-cellulaires
– Réaction à corps étrangers
– Coloration de Von Kossa, rouge d’Alizarine
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Calcifications valvulaires aortiques, dystrophiques
Calcifications dans l’athérosclérose
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• Comment s’appelle cette pathologie métabolique de surcharge touchant le foie? QS: 35
•A- Amylose •B- Stéatose •C- Hémochromatose •D- Cirrhose •E- Gangliosidose
qw
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Stéatose (ici mixte macro et microvésiculaire) hépatocytaire
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• Quelle est la substance qui s’accumule? QS: 916
•A- Cholestérol •B- Sphingomyéline •C- Triglycérides •D- Protéine amyloïde •E- Glycogène •Comment peut-on confirmer la stéatose en microscopie optique? QS: 319
•A- Coloration de Perls •B- Coloration de l’HES •C- Coloration de Von Kossa •D- Coloration de l’Oil-red-O •E- Coloration du Rouge Congo
Stéatose
wy
jl
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Stéatose
Coloration Oil red O sur coupe congelée
Triglycérides
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• Comment s’appelle cette pathologie métabolique de surcharge touchant le foie? QS: 234
•A- Amylose •B- Stéatose •C- Hémochromatose •D- Cholestase •E- Gangliosidose
qy
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• Quelle est la substance qui s’accumule? QS: 841
•A- Hémosidérine •B- Sphingomyéline •C- Calcium •D- Protéine amyloïde •E- Bile
•Par quelle coloration peut-on la caractériser en microscopie optique? 820
•A- Coloration de Perls •B- Coloration de l’HES •C- Coloration de Von Kossa •D- Coloration de l’Oil-red-O •E- Coloration du Rouge Congo
Hémochromatose
gn
cg
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Hémochromatose
Coloration de Perls
Fer
Page 84
• Quel est le site principal des dépôts d’amylose dans un tissu ? QS: 575
• A- Cellules épithéliales • B- Cellules musculaires striées • C- Parois vasculaires • D- Macrophages • E- Tissu nerveux
fj
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Quel est le site principal des dépôts d’amylose dans un tissu ?
Réponse: les parois vasculaires
Amylose rénale: vaisseaux glomérulaires (flèches = glomérules)
Amylose dans 2 vaisseaux de sous-muqueuse digestive
• L’aspect en coloration standard est-il suffisant pour conclure à une amylose ? QS: 922
zv
Page 86
Non: confirmer par une coloration spéciale+++ Laquelle est illustrée ici? Comment la décrivez-vous?
Page 87
Rouge Congo
Biréfringence ou dichroïsme jaune-vert en lumière polarisée
Non: confirmer par colorations spéciales Laquelle est illustrée ici? Comment la décrivez-vous?
Page 89
Observation-Quizz
• 50 ans, diabète 2, -10Kgs
• Hématémèse et méléna
• Lésion bourgeonnante non ulcérée de 3 cm de
diamètre, sur la petite courbure antrale, siège
d'un suintement hémorragique diffus
• Biopsies
AL Pelletier et al, Gastroentérologie Clinique et Biologique Vol 31, N° 3 - 2007
Page 90
Coloration HE. En profondeur dans la muqueuse
gastrique, présence d’un dépôt interstitiel éosinophile
acellulaire (*). Muqueuse par ailleurs sensiblement
normale.
*
*
*
*
Page 91
*
*
*
Coloration HE. En profondeur dans la muqueuse
gastrique, présence d’un dépôt interstitiel
éosinophile acellulaire (*)
Quelle est votre hypothèse diagnostique?
LUMIERE
Page 92
*
*
*
Vous confirmez avec cette coloration.
Quelle est-elle?
Page 93
*
*
*
Coloration du rouge congo, ici sans
lumière polarisée, qui colore (coloration
éosinophile) les dépôts de substance
amyloïde (*).
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Rouge congo: la
localisation est ici
« interstitielle » en
profondeur de la
muqueuse
*
*
*
Page 95
Rouge congo lumière polarisée
Page 96
Des parois vasculaires sont aussi infiltrées
Page 97
Immunohistochimie, anticorps anti SAA: négatif
Page 98
Révélation d'une amylose par une
atteinte gastrique très importante
« pseudo-tumorale »
• Découverte de:
– protéinurie de Bence-Jones à 4,4 g/L de
type chaîne légère kappa
– Le myélogramme comportait 21 % de
plasmocytes de grande taille
• Diagnostic: myélome et amylose AL
avec atteinte digestive et cardiaque.
AL Pelletier et al, Gastroentérologie Clinique et Biologique Vol 31, N° 3 - 2007
Page 99
RAPPEL: Biopsie rectale: aspect plus « classique » avec atteinte des parois vasculaires de la sous-muqueuse (biopsie profonde)
Coloration par le rouge Congo
Dépôts amorphes positifs à la coloration par le rouge Congo dans la paroi des vaisseaux de la sous muqueuse
Biréfringence ou dichroïsme jaune-vert en lumière polarisée
muqueuse
Sous-muqueuse
Page 100
Autre cas: patient diabétique et insuffisant rénal ayant une
amylose AA: biopsies rectales
Vaisseaux Musculaire muqueuse
infiltrée
IHC SAA++
Dépôts diffus au rouge
congo
Page 102
Les autres colorations de l’amylose
- Rouge Congo : rouge brique + biréfringence en lumière
polarisée
- Violet de Paris : métachromasie rose groseille du colorant violet
- Thioflavine T : fluorescence verte en lumière Ultra Violette
Page 103
Mise en évidence de substances
exogènes ou endogènes
Bilirubine : Coloration de Perls (vert)
Mélanine : Coloration de Fontana
Fer : Coloration de Perls (bleu)
Calcium : Coloration de Von Kossa
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Mécanisme de formation et de dépôt de fibrilles AA
Page 105
Etiologie des stéatoses microvacuolaires
. Médicaments (valproate, antibiotiques..)
. Syndrôme de Reye
. Stéatose aigue gravidique
Page 106
Collège Français des Pathologistes, CoPath, Lésions élémentaires des tissus et organes