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Contrôle de la synthèse du glycogène dans le foie fœtal de rat
BIOCH1MIE, 1975, 57, 597-602.
Contr61e de la synthSse du glycog6ne dans le foie tbetal de rat. M a r c GILBERT (*) et R e n 6 VAILLANT (**)
(*) Laboratoire de Phgsiologie Comparde, UMversild de Paris VI, 9, Quai Saint-Bernard, 75230 Paris Cedex 05. (**) Laboratoire d'Endocrinologie, Unioersitd de Rouen, Faeult~ des Sciences el des Techniques, Place Emile Blondel, 76130- Mont-Saint-Aignan. (22-l-1975). Summarg, - - We have studied through the late foetal period of the rat, the evolution of two enzymes involved in glycogen metabolism of the liver : UDPG glycogen synthetase (a and b forms) and branehing enzyme. The activities were measured during the development of normal foetuses and of foetuses experimentally deprived of cortieosteroids. In normal foetus the activity of glycogen synthetase and the branching enzyme increased progressively between days 18 and 21 ; but the percentage of glycogen synthetase a increased promptly between days 18 and 19. This variation coincides w i t h the beginning of glycogen aecumulation in the liver. Irt foetuses submitted to corticosteroid shortage, the activity of each enzyme, and the amount of glycogen in the liver, were reduced at term. Cortisol given to the decapited foetus restores subnormal glycogen storage and normal activity of branching enzyme. The aetivity of synthetase a ~vas slightly increased but remained very lo'w ; only synthetase b was restored to normal. It seems that there is no relationship between the synthesis of glycogen, in the foetal rat liver, and the activity of synthetase a.
INTRODUCTION.
p r e s e n c e de g l y c o g 6 n e d o n t la s t r u c t u r e est c o m p a r a b l e h celle de l ' a m y l o p e c t i n e [11, 12, 13, 14, 15].
D e p u i s les o b s e r v a t i o n s de C1. B e r n a r d [11, l'~tude de l ' a u g m e n t a t i o n de la t e n e u r en g l y c o g6ne du foie a fa.it l ' o b j e t de n o m b r e u x t r a v a u x d a n s d i f f 6 r e n t e s esp6ces. Ces 6Iudes ont p e r m i s d'6'tablir que cette a c c u m u l a t i o n s u r v i e n t h p a r t i r d ' u n s t a d e b i e n d6fini de la g e s t a t i o n et q u ' e l l e est sous contr61e e n d o c r i n i e n [2, 3, 4, 5, 6]. Chez le foetus de r a t on a m o n t r 6 q u ' i l ex.istait des Corr6l a t i o n s e n t r e 6qu, i p e m e n t e n z y m a t i q u e d u f o i e et sa t e n e u r en g l y c o g ~ n e [7, 8J. On a r e p r i s l ' ~ t u d e de ce p r o b l 6 m e en mesur,ant l ' a c t i v i t 6 de I ' U D P G glyc o g 6 n e s y n t h 6 t a s e (E.C. 2-4-1.11) et de l ' e n z y m e b r a n c h a n t (E.C. 2-4-1-18).
D a n s le p r e s e n t t r a v a i l n o u s a v o n s 6tudi6 l ' a c t i vit6 de ces d e u x e n z y m e s d a n s le foie foetal de r a t au c o u r s des d e r n i e r s j o u r s de g e s t a t i o n et son contr61e e n d o c r i n i e n .
La g l y c o g ~ n e s y n t h O a s e est p r 4 s e n t e sous d e u x f o r m e s ; u n e f o r m e a c t i v e (a) n o n p h o s p h o r y l ~ e et u n e f o r i n e i n a c t i v e (b) p h o s p h o r y l 6 e , a y a n t des p r o p r i 6 t 6 s d iff~rentes. La n o m e n c l a t u r e est emp r u n t 6 e h M e r s m a n n et Segal [9].
Age des [cetus et techniques opdratoires.
E n ce qui c o n c e r n e l ' e n z y m e b r a n c h a n t , son a c t i o n a 6t6 d ~ c r i t e p o u r la p r e m i 6 r e fois p a r C o r i et C o r i [10]. Les m o d i f i c a t i o n s de son a c t i v i t ~ ont bt6 6tudi6es h p r o p o s de m a l a d i e s glycog6niques, n o t a m m e n t celle du t y p e IV off la d6fic i e n c e de l ' e n z y m e d a n s le foie se t r a d u i t p a r la
MATERIEL
ET
METHODES.
L ' e x p 6 r i m e n t a t i o n a 6t6 m e n 6 e sur des r a t t e s g e s t a n t e s de r a c e S h e r m a n ( s o u c h e C.N.R.S.) q u i p r o v i e n n e n t d ' u n 61evage m a i n t e n u d a n s n o t r e laboratoire.
L'~ge des foetus est c o m p t ~ h p a r t i r du m o m e n t de l ' o v u l a t i o n et de la f ~ c o n d a t i o n q u i o n t l i e u en m o y e n n e v e r s 1 h e u r e du m a t i n . Les f e m e l l e s p l e i n e s s o n t idenfifi6es an b o u t de 14,5 j o u r s p a r palpation. Les foetus sont p r i v 6 s de c o r t i c o s t 6 r o i d e s p a r s u r r 6 n a l e c t o m i e b i l a t 6 r a l e de la m ~ r e ~ 14,5 j o u r s et p a r d ~ c a p i t a t i o n du foetus h 18,5 j o u r s s e l o n la t e c h n i q u e d 6 c r i t e p a r J o s t [16]. Les f e m e l l e s s o n t op~r6es sous a n e s t h 6 s i e h l ' 6 t h e r . C e r t a i n s foetus
598
M. G i l b e r t el R . V a i l l a n t . Enzyme
ont r % u 0,1 mg d'acdta[e d ' h y d r o c o r t i s o n e (Roussel) en s u s p e n s i o n dans 0.;020 ml de solvant, sous la p e a u du dos, ,/a t r a v e r s la p a r o i de Put@us. L ' i n j e c t i o n est f a r e h des d6capit6s aussit6t apr~s l ' o p d r a t i o n , et h des foetus entiers de 17,5 ]ours port6s p a r des m6res non surr6nalectomis6es. Les foetus sont sacrifids r e s p e c t i v e m e n t ~ 2•,5 ]ours et h 18,5 ]ours. Les t6inoins de in6me port6e r % o i v e n t 0,020 ml de NaG1 '9 p. mille.
L'activit6 est mesur6e selon B r o w n et B r o w n [15]. Le foie est lay6 h f r o i d dans une solution constitu6e de sucrose 0,25 M e t d ' E D T A Na 2 h 0,001 M. Un homog6nat (une p a r t i e de foie p o u r 4 p a r t i e s du m i l i e u pr6c6dent) est pr6par6. Celui-ci est centrifug6 h 3 000 g p e n d a n t 15 m i n u t e s h 4°C. et l'activit6 e n z y m a t i q u e est inesur6e sur le surnageant ; elle est e x p r i m 6 e en ~g de p h o s p h a t e i n o r g a n i q u e l i b 6 r 6 / m i n u t e / m g de prot6ines. Le p h o s p h o r e i n o r g a n i q u e est dos6 selon la t e c h n i q u e de F i s k e et S u b b a r o w [18] et les p r o t 6 i n e s selon la m6thode du B i u r e t [19].
Au stade de gestation 6tudi6, la m6re est assomm6e et les foetus sont sortis de l'ut6rus. Ils sont plac6s i m m 6 d i a t e m e n t h + 2°C dans de la glace pil6e. Apr~s saign6e des foetus, p a r d 6 c a p i t a t i o n , les foies sont pr61ev6s r a p i d e m e n t e t pes6s. Ddtermination
M d t h o d e statistique.
Les r6sultats n u m @ i q u e s e x p r i m e n t la m o y e n n e de p l u s i e u r s m e s u r e s (8 au m i n i i n u m ) suivie de l ' 6 c a r t t y p e h la m o y e n n e (~m). On a utilis6 le test en ¢ t >> de Student p o u r c o I n p a r e r les gronpes,
des activitds e n z g m a t i q u e s .
Glycog~ne synthdtase.
L'activit6 de l ' e n z y m e est mesur6e p a r la m6t h o d e de Gold et Segal [17]. Apr~s a v o i r broy6 le foie, l ' h o m o g 6 n a t est centrifugal p e n d a n t 10 minutes h 8 000 g, et l'essai e n z y m a t i q u e effectu6 sur le surnageant. La f o r m e active (a) est mesur6e avant a d d i t i o n de glucose 6 p h o s p h a t e , e t l a f o r m e totale (a + b) apr6s a d d i t i o n de glucose 6 phosp h a t e au milieu.
RESULTATS. I.
J,
150
¢00
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40(
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2%
2vl
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DANS
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'84
E F F E T S DE L ' A B S E N C E DE C O R T I C O S T E I / O I D E S
CHEZ LE I~'(]~TUS.
:g.~i,
'~J~
2%
AGE DES FOETUS
FIG. 1. - - Evolution de l'aclivit# de la glycogbne synth~tase el de l'enzyme branehant (E.B.) darts le [oie f,oetal de rat an cours des derniers ]ours de la gestation. L'aetivit6 de l'enzyrne branehant et eelle de la glyeog6ne synth~tase (a) ont une 6ehelle commune. BIOCHIMIE, 1975, 57, n ° 5.
~RANCHANT
La f o r m e active est p r a t i q n e m e n t i n e x i s t a n t e h 17,5 ]ours. E n t r e 18,5 ]ours et 19,5 ]ours l'activit6 de ]a s y n t h b l a s e augmente b e a u c o u p plus vile que celle de la synth6tase totale. E n s u i t e le r a p p o r t des activit6s d e m e u r e constant jusqu'h la fin de la gestation (soit e n v i r o n 30 p. cent de a).
II. --
50 .5o
,%
L'ENZYME
Quant h l ' e n z y m e b r a n c h a n t (fig. 1) son activit~ croit de facon c o n s i d @ a b l e entre 17,5 ]ours et 21,5 ]ours. Elle est mul'tipli6e a p p r o x i m a t i v e m e n t p a r un f a c t e u r 10 entre ces deux stades.
20(
,7:
ET DE
La ~figure 1 t r a d u i t l'activit6 de I'U.D.P.G. glycog6ne synth6tase. L'activit6 de l a f o r m e totale (a + b) augmente de 4 fois entre 17,5 ]ours et 21,5 ]ours. P e n d a n t cette i n , m e p 6 r i o d e l'activit~ de la synth6tase augmente de 30 tots.
600
200
E V O L U T I O N DE L'ACTIVITI~ DE LA GLYCOGI~NE
F O I E F (]~TAL.
ENZYME BRANCHANT lug p i / m t n / m g peot
2(
--
SYNTHETASE
L'activit6 de l ' e n z y m e est e x p r i m 6 e en nM de glucose i n c o r p o r 6 dans le glycog~ne, h p a r t i r de I'U.D.P.G. inarqu6 ( u r i d i n e d i p h o s p h o g l u c o s e ~*C (4), A m e r s h a m 260 m C i / m mole) p e n d a n t une m i n u t e et p a r g r a m m e de foie. GLYCOGENE 5YNTHETASE n H G/mi n/g foie
branchant.
2~j~
Les foetus priv~s de c o r t i c o s t 6 r o i d e s n a t u r e l s a c c u m u l e n t p e u de glycog6ne h6patique. A 21,5 ]ours l'activit6 de la synth~tase a (fig. 2) n'a p a s augment6 p a r r a p p o r t h celle trouv6e h 18,5 ]ours (p > 0,05). L'activit6 de Ia synlh6tase totale n'a augment6 que de moit% p a r r a p p o r t h celle des t6moins. De mSme l'activit6 de l ' e n z y m e b r a n c h a n t (fig. 2) a peu augment6.
Corticostero'ides
el s y n t h ~ s e
Chez les t6moins, la t e n e u r en glycogbne n'est pas affect~e [20] p a r la s u r r 6 n a l e c t o m i e m a t e r n e l l e , mats l'activi't6 de la glycogbne synth6tase a est deux fois plus faible que celle des t6moins de m~res n o n op6r6es. L'activit6 de l ' e n z y m e b r a n c h a n t est 6galement deux fois plus faible que celle des foetus issus de mbres non op6r6es. Glycog,~ne5/mhetose Enzyme Bronchant 'pgPr/mm/~g priori forme (a) (n Y 5 "ram ~ ~o,e Glycogene
OOcogene Synlhh!ose forme la+b) (~ 54 ~ rnln 'gfore)
(a+b)
8001
(Gly) [
I
200
-
E F F E T S DE L ' A D M I N I S T R A T I O N DE C O R T I S O L
-
a. - - Cortisol aux feetus d~capit6s issus de m~re surr6nalectomis6e. L'ac6tate de cortisol a d m i n i s t r 6 aux foetus (tableau II) au m o m e n t de la d6capitation 61~ve la t e n e u r du foie en glycog+ne, sans r e s l i t u e r une t e n e u r 6gale h celle des t6moins. L'activit6 de Ia glycogbne synth6tase sous f o r m e totale est corn-
i
(a+b)
i n f 6 r i e u r e h celle des t6moins de m~me port6e (tableau I) mats m o i n s r6duite que chez les foetus issus de m~res surr6nalectomis6es. /ls r e c o i v e n t des c o r t i c o s t 6 r o i d e s m a t e r n e l s [3, 21j. L'activit6 de ta f o r m e augmenie p r o g r e s s i v e m e n t aprbs la d6capitation fcetale, quel que soit le stade de la d6capit,alion, sans toutefois a t t e i n d r e la v a l e u r des t6moins h 21;5 j o u r s (p < 0,05). Elle est plus 61ev6e chez les foetus d6capit6s h 19,5 jours. IV.
150L¢so
400
599
AUX F ( E T U S .
2OO
200
d u g l y c o g ~ n e foetal.
I00~I00 ]
50~50 /
G/ycogdne Synthdt~se ~orrne (o+b) I~Mo/~,o/g ro,~)
G/y¢ogone Synthdtose[Enzyme Bronchan; (a) to,,) t ( P g P ~ m n / m g p r ° t ] (~M forme G/r~,~/g
iO J
DECAPITES,
4001
TEMOINS
FI~. 2 . - Effets de l'absence de corticostdroides chez le foetus (ddcapitd) sur l'activitd enzgmatique (glgcog?;ne sgnthdtase et enzyme branchanf : E.B.) ef stir la teneur en glycog~ne (Gig) dans le rote.
III.
--
100 .100 (a + b)
200
(E.B)
(a÷b)
E F F E T S DES CORTICOSTI~RO1DES M A T E B N E L S 0 _ _ .
S U R LE FOETUS.
INJECTES
Les foetus priv6s, p a r d6capitation, de leurs p r o p r e s c o r t i c o s t 6 r o i d e s depuis l'hge de 18,5 ou 19,5 jours et port6s p a r des m~res non surr6nalectomis6es, ont h 21,5 jours une t e n e u r en glycogbne
TEMOINS
Fit]. 3. Effels de l'administration de cortisol chez le fa'tus sur l'aclivitd de la glycog~ne synthdtase el de l'e~lzyme branchant (E.B.) dans le rote. Les embryons de m~res normales inject~s h 17,5 jours sont sacrifi6s 24 heures plus tard. -
-
TABLEAU I, E f f e t s des c o r t i c o s t d r o i d e s m a t e r n e l s sur l'activitd de la .qlycog~ne s y n t h ~ t a s e et sur la t e n e n r en glgcog~ne dans le [oie fretal d 21,5 jours.
Observations
Glycog~ne
Mbres surr6nalectomis6es 1&,5 ]oors T6moins
(mg glucose/g foie) ) 85 ±
7 (12)
Glycog&ne synth6tase (nM glucose/mn/g foie) a + b 680 ± 50 (12) a 81 ± 7 (12)
M6res normales T6moins
72 ±
7 (9)
671 -~- 35 (9) 204 -~- 28 (8)
D6capit6s" {19,5 iours)
51_
6(1o) I
518 ± 30 (10) 107 ± 22 (10)
D6capit6s* (t8,5 joursl
36±
8 (6)
510 ± 7 (6) 58 ~ 10 (6)
(*) Les foetus sont d6capit~s h 18,5 ou h 19,5 jours. Moyennes + 6cart type. Les nomhres entre parenth6ses indiquent le nombre de cas. BIOCHIMIE, 1975, 57, n ° 5.
M. Gilbert et R. Vaillant.
600
p a r a b l e h celle des t6moins, mais l'activit6 de la synth6tase a n'est pas restaurfe au n i v e a u des t6inoins. E n ce qui c o n c e r n e l'enzyIne b r a n c h a n t ,
Le d6but de la charge en glycog6ne dans cette esp6ce semble donc c o i n c i d e r avec les v a r i a t i o n s enzyina~iques (glycog6ne synth6tase et enzyme
TABLEAU II.
Effets du cortisol sur l'activit~ enzgmatique (gIgcog~ne sgnth~tase et enzyme branchant) et sur la teneur en glgcog~ne dans le foie foetal it 21,5 jours. Glycogbne (mg glucose/g [oiel
Glycogbne synth6tase ([)M Glmn./g foie) a+b a
Enzyme branchant
(~g Pi/mn/mg prot.)
T6moins . . . . . . . . . . . . .
84 __~ 9 (13)
670 __~50 (8) 92-~-8(8) 101 ~ 10 (13)
D~capit6s . . . . . . . . . . . .
13 ~ 3 (8)
295 ~__18 (6) 17-~3(6)
D6capit6s" -[- eortisol .
48 ~- 8 (7)
7 2 4 ~ 6 0 ( 9 ) 36-~-4(9) 104 -~- 8 (7)
37 +
4 (8)
(*) Les foetus issus de m6res surr6nalectomis~es h 14,5 jours sont d6capit6s et inject6s de cortisol h 18,5 jours. Moyennes ~ 6cart type. Les nombres entre parenth6ses indiquent le nombre de cas.
son aotivit6 est i d e n t i q u e ~ celle des t6inoins apr6s t r a i t e i n e n t p a r le cortisol.
b r a u c h a n t ) et horinonales (corticost~rone plasinatique).
b. - - Cortisol aux foetus entiers issus de Inbre normale. On sait que l ' i n j e c t i o n d'ac6tate de cortisol h des foetus entiers, dbs 16,5 ou 17,5 jours e n t r a i n e une charge anticip~e du foie en glycog6ne [6]. L ' a d m i n i s t r a t i o n de cortisol h 17,5 jours e n t r a l n e 6galeinen't 24 heures plus tard, u n e a u g m e n t a t i o n anticip6e de l'activit6 de l'enzyine b r a n c h a n t et de la glycog6ne synth6tase totale et de sa prop o r t i o n sous forine active (fig. 3).
On salt d6jh q u ' e n l'absence de corticost6roid:es chez le foetus la t e n e u r en glycog6ne h6patique et l'~activit6 de la glycogbne synth6tase totale sont tr6s faibles [8~. E n fait il s'av6re que c'est surtout l'activit6 de la forine a qui est n e t t e i n e n t diininu6e, la forine b l'est beaucoup moins. Tout se passe coinine si cette derni6re forme 6tait physiologiquemen~ i n a c t i v e p u i s q u e sou activit6 Inesur6e in vitro, est r e l a t i v e m e n t 61ev6e, mais ne permet pas l ' a c c u i n u l a t i o n de glycog6ne dans le foie. C e p e n d a n t l'activit6 de la synth6tase a n'est peut&tre pas le seul facteur qui c o n d i t i o n n e la synthbse de glycog6ne. E n effet la surr6nalectoinie m a t e r n e l l e d i i n i n u e l'activ~t6 de la f o r m e a, telle qu'elle est mesur6e in vitro, sans affecter la t e n e u r en glycogbne (tableau I).
DISCUSSION. L'~volution de l'activit6 de la glycog6ne synth6tase est semblable a e e qui a 6t6 rapport6 ant6r i e u r e m e n t [22, 23, 24, 25]. C e p e n d a n t la m6thode que nous avons utilis6e a perinis de p r 6 c i s e r qu'h 18,5 jours de gestation la forlne active est pr6sente, a v a n t m6ine que le processus d ' a c c u i n u l a t i o n du glycogbne ne soit amorc6. E~ant donn6 que chez l'adulte les corticost6roides e n t r a l n e n t u n e activation de la glycog~ne synth6tase [26, 27], on peut supposer que l ' a u g m e n t a t i o n r a p i d e de l'activit6 de la forine a entre 18,5 jours et 19,5 jours r6sulte aussi d ' u n e activation de l'enzyme, p u i s q u e la c o n c e n t r a t i o n des corticost6roides foetaux augmen,te entre 17,5, jours et 19,5 jours [2~, 29]. Q u a n t ~ l ' e n z y m e h~anchant, sou activit~ est Inesurable dbs l'hge de 17,5 jours et croit h p a r t i r de 18,5 jours.
BIOCHIMIE, 1975, 57, n ° 5.
Selon D i m a u r o e.t Kelly il n ' y a pas de corr6lation entre la forine a e t la quantit6 de glycog~ne chez le foetus de rat [30]. Chez le rat adulte la c o n v e r s i o n d:e b e n a est p a r t i e l l e m e n t d 6 p e n d a n t e de l ' i n s u l i n e et des corticostdroides [31, 32J. Chez le foetus, cette c o n v e r s i o n seinble davantage d6pendre de la pr6sence des corticost6roides, du m o i n s dans les c o n d i t i o n s exp6riinentales utilis6es. Ainsi chez les foetus d6capit6s d.e m6re surr6nalectomis6e, la faible activit6 de l~a forme a semble avant tout r6sulter du d6ficit en glucocorticoides. E n effet l ' i n s u l i n 6 m i e du foetus d6capit6 n'est pas nlodifi6e (sous presse). L ' i n j e c t i o n d'ac6tate d ' h y d r o c o r t i s o n e r6tablit en
Corticosteroides
et sgnthkse
g r a n d e p a r t i e la t e u e u r e n g l y c o g 6 n e (60 p. c e n t d e la v a l e u r d e s t 6 m o i n s ) , m a t s n e r e s t a u r e p a s c o m p l 6 t e m e n t l ' a c t i v i t 6 de la s y n t h 6 t a s e a. S e u l e l ' a c t i v i t 6 de la f o r m e t o t a l e est r a m e n 6 e h u n niweau normal. D e s t r a v a u x r 6 c e n t s s u r les h 6 p a t o c y t e s f o e t a u x ont montr6 que l'hydrocortisone augmente la synt h 6 t a s e t o t a l e [33]. D a n s d e s e x p l a n t s d e foie, l ' a s s o c i a t i o n d e l ' h y d r o c o r t i s o n e h l ' i n s u l i n e ent r a i n e u n e a c t i v a t i o n d e l ' e n z y m e [34]. L a s y n t h 6 s e d e g l y c o g 6 n e s ' e f f e c t u e d,a n s les d e u x syst6mes de culture. L'absence de corr61ation que n o u s o b s e r v o n s e n t r e l ' a c t i v i t 6 d e la f o r m e a et la s y n t h 6 s e d e g l y c o g 6 n e , a 6t6 o b s e r v 6 e i n v i t r o p a r M o n d e r et C o u f a l i k [35], q u i p e n s e n t q u e l ' a c c u mulation du glycog6ne serait proportionnelle aux c h a n g e m e n t s d e la f o r m e b ; la f o r m e a n e s e r a i t p a s a f f e c t 6 e p a r le c o r t i s o l . L ' a c t i v i t 6 d e l ' e n z y m e b r a n c h a n t c h e z l e s foetus p r i v 6 s d e c o r t i c o s t 6 r o i d e s n a t u r e l s est t r 6 s f a i b l e , mats apr6s administration d e c o r t i s o l elle e s t i4entique h celte des t6moins. Ceci implique que l ' e n z y m e est s o u s c o n t r 6 1 e e n d o c r i n i e n . L a d i m i n u t i o n s i m u l t a n 6 e de l ' a c t i v i t 6 d e s d e u x e n z y m e s c h e z les foetus d 6 c a p i t 6 s , p a r r a p p o r t a u x foetus t 6 m o i n s , n ' e s t p a s s u r p r e n a n t e si o n t i e n t c o m p t e d e s d o n n 6 e s r e l a t i v e s ~ la l o n g u e u r d e s c h a i n e s de g l y c o g 6 n e . S e l o n S m i t h [36], si s e u l e l ' a c t i v i t 6 d e la g l y c o g 6 n e s y n t h 6 t a s e est a u g m e n t 6 e , le g l y c o g 6 n e f o r m 6 d o i t 6tre c o n s t i t u 6 de c h a i n e s d e l o n g u e u r m o y e n n e 6lev6e ; a u c o n t r a i r e si l ' a c t i v i t 6 est r 6 d u i t e la l o n g u e u r d e s c h a i n e s d o l t ~ t r e p l u s p e t i t e . O r d ' a p r 6 s les o b s e r v a t i o n s de V a i l l a n t [20~ la l o n g u e u r m o y e n n e d e s c h a i n e s d u g l y c o g 6 n e c h e z d e s foetus d 6 c a p i t 6 s est s e n s i b l e m e n t l a m 6 m e q u e c e l l e d e s t 6 m o i n s . Ceci s u g g 6 r e d o n c q u e l ' a c t i v i t 6 d e s d e u x e n z y m e s v a r i e d a n s le m 6 m e sens. C o m m e o n l ' a v a i t d~j/t o b s e r v 6 a n t ~ r i e u r e m e n t p o u r la c h a r g e e n g l y c o g 6 n e [3, 21] les c o r t i c o s t 6 roides maternels suppl6ent en partieles surr6nales foetales. C h e z l ' e m b r y o n d 6 c a p i t ~ d e 18,5 j o u r s , les plages de glycog6ne h6patique, observ6es en microscopic 61ectronique ont un aspect h peu pr6s 6 q u i v a l e n t h c e l u i d e s t 6 m o i n s d e 19,5 j o u r s [37]. L ' 6 t u d e d e l ' a c t i v i t 6 de la s y n t h ~ t a s e a d a n s les m ~ m e s c o n d i t i o n s e x p 6 r i m e n t a l e s , a b o u t i t h des c o n c l u s i o n s i d e n t i q u e s ; e t si l a d 6 c a p i t a t i o n a l i e u h 19,5 j o u r s o u h 2'0,5 j o u r s l ' a c t i v i t 6 d i f f 6 r e p e u d e c e l l e d e s t 6 m o i n s de m S m e s p o r t 6 e s . Le r61e d e s c o r t i c o s t 6 r o i d e s m a t e r n e l s est difficile h p r 6 c i s e r . E n p r 6 s e n c e d ' u n e d i m i n u t i o n d ' a c t i v i t 6 d e la g l y c o g 6 n e s y n t h 6 t a s e et d e F e n BIOCHIMIE, 1975, 57, n ° 5.
du glgcogkne
foetal.
601
z y m e b r a n c h a n t , les t 6 m o i n s de m 6 r e s u r r 6 n a l e c t o m i s 6 e o n t u n e t e n e u r e n g l y c o g 6 n e et d e s l o n gueurs moyennes de chaines, semblables aux t 6 m o i n s de m 6 r e n o n op6r6e. A 17,5 j o u r s , l ' a d m i n i s t r a t i o n de c o r t i s o l a u x foetus e n t i e r s e n t r a i n e e n 24 h e u r e s u n e c h a r g e a n t i c i p 6 e e n g l y c o g 6 n e [6] et u n e a u g m e n t a t i o n d ' a c t i v i t 6 d e s d e u x e n z y m e s . E l l e s e m b l e 6 t r e le r 6 s u l t a t d ' u n e a c t i v a t i o n d e la s y n t h 6 t a s e a, e n m6me temps qu'une synth6se. Pour l'enzyme branc h a n t o n n e p e u t p r 6 c i s e r s'il y a a u g m e n t a t i o n d e la s y n t h 6 s e o u / e t a c t i v a t i o n d ' u n e f o r i n e p r 6 existant sous forme inactive.
Nous avons 6tudi~ au cours du d6veloppement foetal d u rat, l'6volution de l'activit6 de deux enzymes impliqu6es dans le m d t a b o l i s m e du glycog6ne h6patique : I'UDPG glycog6ne synthdtase (formes a e t b) et 1'enzyme b r a n c h a n t . Les activit(~s ont dt6 mesurdes au cours du ddvelopp e m e n t chez des foetus n o r m a u x ou chez des foetus priv6s de corticost6roides. - - chez les foetus n o r m a u x l'activit6 de la glycog6ne synthfitase et de l ' e n z y m e b r a n c h a n t a u g m e n t e prog r e s s i v e m e n t entre 18 et 21 j o u r s ; mais le pourcentage de glycog6ne synth6tase a u g m e n t e r a p i d e m e n t e n t r e 18 et 19 jonrs. Cette v a r i a t i o n coincide avec le ddbut de 1'accumulation d u glycog+ne dans le foie. - - e h e z les foetus privds de corticostfiroides l'activit6 de ehaque enzyme, et la t e n e u r en glycog~ne duns le foie sont r~duites. Le eortisol a d m i n i s t r 6 aux foetus ddcapitds r e s t i t n e une charge s u b n o r m a l e en glycog6ne et une activitd n o r m a l e de l ' e n z y m e b r a n e h a n t . L'aetivit6 de la synth~tase a est ldg~rement augment6e m a i s reste tr6s faible, seule la synthdtase b est r6tablie h sa v a l e n r normale. I I n e semble pas qu'il y ait de corr61ation e n t r e la synth6se de glycog6ne dans le foie foetal de rat et l'activit6 de la synth~tase a. BIBLIOGRAPH1E. 1. Bernard, CI. (1859) C. R. Acad. Sci. (Paris), 48, 673-684. 2. Jost, A. & Hatey, J. (1949) C. R. Soc. Biol. (Paris), 143, 146-147. 3. Jost, A..& Jacquot, R. (1954) C. R. Acad. Sci. (Paris), 239, 98-100. 4. Jacquot, R. (1958) J. Phgsiol. (Paris), 51, 655-721. 5. Jost, A. (1961) Harvey Lectures, 55, 201--926. 6. Jost, A. (1966) Rec. Progr. Horm. Res., 22, 541-574. 7. Jaequot, R. & Kretchmer, N. (1963) C. R. Acad. Sci. (Paris), 257, 2173-2175. 8. Jacquot, R. & Kretchmer, N. (1964) J. Biol. Chem., 239, 1301-1304. 9. Mersmann, M. J. & Segal, H. L. (1967) Proc. Nat. Acad. Sci. U.S., 58, 1688-1695. 10. Cori, G. T. & Cori, F. C. (1949) J. Biol. Chem., 151, 157. 11. Illingworth, B. & Cori, G. T. (1952) J. Biol. Chem., 199, 631-640. 12. Andersen, S. O. (1952) N a j j a r V. A. Baltimore. J o h n Hopkins Press. 28-4'22. 13. Silburg, I. B. (1962) Bull. Hopkins Hosp., 11!, 157. 14. Holleman, J. (1966) Lab. Invest., 15, 357. 15. Brown, B. I. & Brown, D. H. (1966) Melhods in enzgmologg, 8, 395-403. 42
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Contr61e de la synthSse du glycog6ne dans le foie tbetal de rat. M a r c GILBERT (*) et R e n 6 VAILLANT (**)
(*) Laboratoire de Phgsiologie Comparde, UMversild de Paris VI, 9, Quai Saint-Bernard, 75230 Paris Cedex 05. (**) Laboratoire d'Endocrinologie, Unioersitd de Rouen, Faeult~ des Sciences el des Techniques, Place Emile Blondel, 76130- Mont-Saint-Aignan. (22-l-1975). Summarg, - - We have studied through the late foetal period of the rat, the evolution of two enzymes involved in glycogen metabolism of the liver : UDPG glycogen synthetase (a and b forms) and branehing enzyme. The activities were measured during the development of normal foetuses and of foetuses experimentally deprived of cortieosteroids. In normal foetus the activity of glycogen synthetase and the branching enzyme increased progressively between days 18 and 21 ; but the percentage of glycogen synthetase a increased promptly between days 18 and 19. This variation coincides w i t h the beginning of glycogen aecumulation in the liver. Irt foetuses submitted to corticosteroid shortage, the activity of each enzyme, and the amount of glycogen in the liver, were reduced at term. Cortisol given to the decapited foetus restores subnormal glycogen storage and normal activity of branching enzyme. The aetivity of synthetase a ~vas slightly increased but remained very lo'w ; only synthetase b was restored to normal. It seems that there is no relationship between the synthesis of glycogen, in the foetal rat liver, and the activity of synthetase a.
INTRODUCTION.
p r e s e n c e de g l y c o g 6 n e d o n t la s t r u c t u r e est c o m p a r a b l e h celle de l ' a m y l o p e c t i n e [11, 12, 13, 14, 15].
D e p u i s les o b s e r v a t i o n s de C1. B e r n a r d [11, l'~tude de l ' a u g m e n t a t i o n de la t e n e u r en g l y c o g6ne du foie a fa.it l ' o b j e t de n o m b r e u x t r a v a u x d a n s d i f f 6 r e n t e s esp6ces. Ces 6Iudes ont p e r m i s d'6'tablir que cette a c c u m u l a t i o n s u r v i e n t h p a r t i r d ' u n s t a d e b i e n d6fini de la g e s t a t i o n et q u ' e l l e est sous contr61e e n d o c r i n i e n [2, 3, 4, 5, 6]. Chez le foetus de r a t on a m o n t r 6 q u ' i l ex.istait des Corr6l a t i o n s e n t r e 6qu, i p e m e n t e n z y m a t i q u e d u f o i e et sa t e n e u r en g l y c o g ~ n e [7, 8J. On a r e p r i s l ' ~ t u d e de ce p r o b l 6 m e en mesur,ant l ' a c t i v i t 6 de I ' U D P G glyc o g 6 n e s y n t h 6 t a s e (E.C. 2-4-1.11) et de l ' e n z y m e b r a n c h a n t (E.C. 2-4-1-18).
D a n s le p r e s e n t t r a v a i l n o u s a v o n s 6tudi6 l ' a c t i vit6 de ces d e u x e n z y m e s d a n s le foie foetal de r a t au c o u r s des d e r n i e r s j o u r s de g e s t a t i o n et son contr61e e n d o c r i n i e n .
La g l y c o g ~ n e s y n t h O a s e est p r 4 s e n t e sous d e u x f o r m e s ; u n e f o r m e a c t i v e (a) n o n p h o s p h o r y l ~ e et u n e f o r i n e i n a c t i v e (b) p h o s p h o r y l 6 e , a y a n t des p r o p r i 6 t 6 s d iff~rentes. La n o m e n c l a t u r e est emp r u n t 6 e h M e r s m a n n et Segal [9].
Age des [cetus et techniques opdratoires.
E n ce qui c o n c e r n e l ' e n z y m e b r a n c h a n t , son a c t i o n a 6t6 d ~ c r i t e p o u r la p r e m i 6 r e fois p a r C o r i et C o r i [10]. Les m o d i f i c a t i o n s de son a c t i v i t ~ ont bt6 6tudi6es h p r o p o s de m a l a d i e s glycog6niques, n o t a m m e n t celle du t y p e IV off la d6fic i e n c e de l ' e n z y m e d a n s le foie se t r a d u i t p a r la
MATERIEL
ET
METHODES.
L ' e x p 6 r i m e n t a t i o n a 6t6 m e n 6 e sur des r a t t e s g e s t a n t e s de r a c e S h e r m a n ( s o u c h e C.N.R.S.) q u i p r o v i e n n e n t d ' u n 61evage m a i n t e n u d a n s n o t r e laboratoire.
L'~ge des foetus est c o m p t ~ h p a r t i r du m o m e n t de l ' o v u l a t i o n et de la f ~ c o n d a t i o n q u i o n t l i e u en m o y e n n e v e r s 1 h e u r e du m a t i n . Les f e m e l l e s p l e i n e s s o n t idenfifi6es an b o u t de 14,5 j o u r s p a r palpation. Les foetus sont p r i v 6 s de c o r t i c o s t 6 r o i d e s p a r s u r r 6 n a l e c t o m i e b i l a t 6 r a l e de la m ~ r e ~ 14,5 j o u r s et p a r d ~ c a p i t a t i o n du foetus h 18,5 j o u r s s e l o n la t e c h n i q u e d 6 c r i t e p a r J o s t [16]. Les f e m e l l e s s o n t op~r6es sous a n e s t h 6 s i e h l ' 6 t h e r . C e r t a i n s foetus
598
M. G i l b e r t el R . V a i l l a n t . Enzyme
ont r % u 0,1 mg d'acdta[e d ' h y d r o c o r t i s o n e (Roussel) en s u s p e n s i o n dans 0.;020 ml de solvant, sous la p e a u du dos, ,/a t r a v e r s la p a r o i de Put@us. L ' i n j e c t i o n est f a r e h des d6capit6s aussit6t apr~s l ' o p d r a t i o n , et h des foetus entiers de 17,5 ]ours port6s p a r des m6res non surr6nalectomis6es. Les foetus sont sacrifids r e s p e c t i v e m e n t ~ 2•,5 ]ours et h 18,5 ]ours. Les t6inoins de in6me port6e r % o i v e n t 0,020 ml de NaG1 '9 p. mille.
L'activit6 est mesur6e selon B r o w n et B r o w n [15]. Le foie est lay6 h f r o i d dans une solution constitu6e de sucrose 0,25 M e t d ' E D T A Na 2 h 0,001 M. Un homog6nat (une p a r t i e de foie p o u r 4 p a r t i e s du m i l i e u pr6c6dent) est pr6par6. Celui-ci est centrifug6 h 3 000 g p e n d a n t 15 m i n u t e s h 4°C. et l'activit6 e n z y m a t i q u e est inesur6e sur le surnageant ; elle est e x p r i m 6 e en ~g de p h o s p h a t e i n o r g a n i q u e l i b 6 r 6 / m i n u t e / m g de prot6ines. Le p h o s p h o r e i n o r g a n i q u e est dos6 selon la t e c h n i q u e de F i s k e et S u b b a r o w [18] et les p r o t 6 i n e s selon la m6thode du B i u r e t [19].
Au stade de gestation 6tudi6, la m6re est assomm6e et les foetus sont sortis de l'ut6rus. Ils sont plac6s i m m 6 d i a t e m e n t h + 2°C dans de la glace pil6e. Apr~s saign6e des foetus, p a r d 6 c a p i t a t i o n , les foies sont pr61ev6s r a p i d e m e n t e t pes6s. Ddtermination
M d t h o d e statistique.
Les r6sultats n u m @ i q u e s e x p r i m e n t la m o y e n n e de p l u s i e u r s m e s u r e s (8 au m i n i i n u m ) suivie de l ' 6 c a r t t y p e h la m o y e n n e (~m). On a utilis6 le test en ¢ t >> de Student p o u r c o I n p a r e r les gronpes,
des activitds e n z g m a t i q u e s .
Glycog~ne synthdtase.
L'activit6 de l ' e n z y m e est mesur6e p a r la m6t h o d e de Gold et Segal [17]. Apr~s a v o i r broy6 le foie, l ' h o m o g 6 n a t est centrifugal p e n d a n t 10 minutes h 8 000 g, et l'essai e n z y m a t i q u e effectu6 sur le surnageant. La f o r m e active (a) est mesur6e avant a d d i t i o n de glucose 6 p h o s p h a t e , e t l a f o r m e totale (a + b) apr6s a d d i t i o n de glucose 6 phosp h a t e au milieu.
RESULTATS. I.
J,
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E F F E T S DE L ' A B S E N C E DE C O R T I C O S T E I / O I D E S
CHEZ LE I~'(]~TUS.
:g.~i,
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2%
AGE DES FOETUS
FIG. 1. - - Evolution de l'aclivit# de la glycogbne synth~tase el de l'enzyme branehant (E.B.) darts le [oie f,oetal de rat an cours des derniers ]ours de la gestation. L'aetivit6 de l'enzyrne branehant et eelle de la glyeog6ne synth~tase (a) ont une 6ehelle commune. BIOCHIMIE, 1975, 57, n ° 5.
~RANCHANT
La f o r m e active est p r a t i q n e m e n t i n e x i s t a n t e h 17,5 ]ours. E n t r e 18,5 ]ours et 19,5 ]ours l'activit6 de ]a s y n t h b l a s e augmente b e a u c o u p plus vile que celle de la synth6tase totale. E n s u i t e le r a p p o r t des activit6s d e m e u r e constant jusqu'h la fin de la gestation (soit e n v i r o n 30 p. cent de a).
II. --
50 .5o
,%
L'ENZYME
Quant h l ' e n z y m e b r a n c h a n t (fig. 1) son activit~ croit de facon c o n s i d @ a b l e entre 17,5 ]ours et 21,5 ]ours. Elle est mul'tipli6e a p p r o x i m a t i v e m e n t p a r un f a c t e u r 10 entre ces deux stades.
20(
,7:
ET DE
La ~figure 1 t r a d u i t l'activit6 de I'U.D.P.G. glycog6ne synth6tase. L'activit6 de l a f o r m e totale (a + b) augmente de 4 fois entre 17,5 ]ours et 21,5 ]ours. P e n d a n t cette i n , m e p 6 r i o d e l'activit~ de la synth6tase augmente de 30 tots.
600
200
E V O L U T I O N DE L'ACTIVITI~ DE LA GLYCOGI~NE
F O I E F (]~TAL.
ENZYME BRANCHANT lug p i / m t n / m g peot
2(
--
SYNTHETASE
L'activit6 de l ' e n z y m e est e x p r i m 6 e en nM de glucose i n c o r p o r 6 dans le glycog~ne, h p a r t i r de I'U.D.P.G. inarqu6 ( u r i d i n e d i p h o s p h o g l u c o s e ~*C (4), A m e r s h a m 260 m C i / m mole) p e n d a n t une m i n u t e et p a r g r a m m e de foie. GLYCOGENE 5YNTHETASE n H G/mi n/g foie
branchant.
2~j~
Les foetus priv~s de c o r t i c o s t 6 r o i d e s n a t u r e l s a c c u m u l e n t p e u de glycog6ne h6patique. A 21,5 ]ours l'activit6 de la synth~tase a (fig. 2) n'a p a s augment6 p a r r a p p o r t h celle trouv6e h 18,5 ]ours (p > 0,05). L'activit6 de Ia synlh6tase totale n'a augment6 que de moit% p a r r a p p o r t h celle des t6moins. De mSme l'activit6 de l ' e n z y m e b r a n c h a n t (fig. 2) a peu augment6.
Corticostero'ides
el s y n t h ~ s e
Chez les t6moins, la t e n e u r en glycogbne n'est pas affect~e [20] p a r la s u r r 6 n a l e c t o m i e m a t e r n e l l e , mats l'activi't6 de la glycogbne synth6tase a est deux fois plus faible que celle des t6moins de m~res n o n op6r6es. L'activit6 de l ' e n z y m e b r a n c h a n t est 6galement deux fois plus faible que celle des foetus issus de mbres non op6r6es. Glycog,~ne5/mhetose Enzyme Bronchant 'pgPr/mm/~g priori forme (a) (n Y 5 "ram ~ ~o,e Glycogene
OOcogene Synlhh!ose forme la+b) (~ 54 ~ rnln 'gfore)
(a+b)
8001
(Gly) [
I
200
-
E F F E T S DE L ' A D M I N I S T R A T I O N DE C O R T I S O L
-
a. - - Cortisol aux feetus d~capit6s issus de m~re surr6nalectomis6e. L'ac6tate de cortisol a d m i n i s t r 6 aux foetus (tableau II) au m o m e n t de la d6capitation 61~ve la t e n e u r du foie en glycog+ne, sans r e s l i t u e r une t e n e u r 6gale h celle des t6moins. L'activit6 de Ia glycogbne synth6tase sous f o r m e totale est corn-
i
(a+b)
i n f 6 r i e u r e h celle des t6moins de m~me port6e (tableau I) mats m o i n s r6duite que chez les foetus issus de m~res surr6nalectomis6es. /ls r e c o i v e n t des c o r t i c o s t 6 r o i d e s m a t e r n e l s [3, 21j. L'activit6 de ta f o r m e augmenie p r o g r e s s i v e m e n t aprbs la d6capitation fcetale, quel que soit le stade de la d6capit,alion, sans toutefois a t t e i n d r e la v a l e u r des t6moins h 21;5 j o u r s (p < 0,05). Elle est plus 61ev6e chez les foetus d6capit6s h 19,5 jours. IV.
150L¢so
400
599
AUX F ( E T U S .
2OO
200
d u g l y c o g ~ n e foetal.
I00~I00 ]
50~50 /
G/ycogdne Synthdt~se ~orrne (o+b) I~Mo/~,o/g ro,~)
G/y¢ogone Synthdtose[Enzyme Bronchan; (a) to,,) t ( P g P ~ m n / m g p r ° t ] (~M forme G/r~,~/g
iO J
DECAPITES,
4001
TEMOINS
FI~. 2 . - Effets de l'absence de corticostdroides chez le foetus (ddcapitd) sur l'activitd enzgmatique (glgcog?;ne sgnthdtase et enzyme branchanf : E.B.) ef stir la teneur en glycog~ne (Gig) dans le rote.
III.
--
100 .100 (a + b)
200
(E.B)
(a÷b)
E F F E T S DES CORTICOSTI~RO1DES M A T E B N E L S 0 _ _ .
S U R LE FOETUS.
INJECTES
Les foetus priv6s, p a r d6capitation, de leurs p r o p r e s c o r t i c o s t 6 r o i d e s depuis l'hge de 18,5 ou 19,5 jours et port6s p a r des m~res non surr6nalectomis6es, ont h 21,5 jours une t e n e u r en glycogbne
TEMOINS
Fit]. 3. Effels de l'administration de cortisol chez le fa'tus sur l'aclivitd de la glycog~ne synthdtase el de l'e~lzyme branchant (E.B.) dans le rote. Les embryons de m~res normales inject~s h 17,5 jours sont sacrifi6s 24 heures plus tard. -
-
TABLEAU I, E f f e t s des c o r t i c o s t d r o i d e s m a t e r n e l s sur l'activitd de la .qlycog~ne s y n t h ~ t a s e et sur la t e n e n r en glgcog~ne dans le [oie fretal d 21,5 jours.
Observations
Glycog~ne
Mbres surr6nalectomis6es 1&,5 ]oors T6moins
(mg glucose/g foie) ) 85 ±
7 (12)
Glycog&ne synth6tase (nM glucose/mn/g foie) a + b 680 ± 50 (12) a 81 ± 7 (12)
M6res normales T6moins
72 ±
7 (9)
671 -~- 35 (9) 204 -~- 28 (8)
D6capit6s" {19,5 iours)
51_
6(1o) I
518 ± 30 (10) 107 ± 22 (10)
D6capit6s* (t8,5 joursl
36±
8 (6)
510 ± 7 (6) 58 ~ 10 (6)
(*) Les foetus sont d6capit~s h 18,5 ou h 19,5 jours. Moyennes + 6cart type. Les nomhres entre parenth6ses indiquent le nombre de cas. BIOCHIMIE, 1975, 57, n ° 5.
M. Gilbert et R. Vaillant.
600
p a r a b l e h celle des t6moins, mais l'activit6 de la synth6tase a n'est pas restaurfe au n i v e a u des t6inoins. E n ce qui c o n c e r n e l'enzyIne b r a n c h a n t ,
Le d6but de la charge en glycog6ne dans cette esp6ce semble donc c o i n c i d e r avec les v a r i a t i o n s enzyina~iques (glycog6ne synth6tase et enzyme
TABLEAU II.
Effets du cortisol sur l'activit~ enzgmatique (gIgcog~ne sgnth~tase et enzyme branchant) et sur la teneur en glgcog~ne dans le foie foetal it 21,5 jours. Glycogbne (mg glucose/g [oiel
Glycogbne synth6tase ([)M Glmn./g foie) a+b a
Enzyme branchant
(~g Pi/mn/mg prot.)
T6moins . . . . . . . . . . . . .
84 __~ 9 (13)
670 __~50 (8) 92-~-8(8) 101 ~ 10 (13)
D~capit6s . . . . . . . . . . . .
13 ~ 3 (8)
295 ~__18 (6) 17-~3(6)
D6capit6s" -[- eortisol .
48 ~- 8 (7)
7 2 4 ~ 6 0 ( 9 ) 36-~-4(9) 104 -~- 8 (7)
37 +
4 (8)
(*) Les foetus issus de m6res surr6nalectomis~es h 14,5 jours sont d6capit6s et inject6s de cortisol h 18,5 jours. Moyennes ~ 6cart type. Les nombres entre parenth6ses indiquent le nombre de cas.
son aotivit6 est i d e n t i q u e ~ celle des t6inoins apr6s t r a i t e i n e n t p a r le cortisol.
b r a u c h a n t ) et horinonales (corticost~rone plasinatique).
b. - - Cortisol aux foetus entiers issus de Inbre normale. On sait que l ' i n j e c t i o n d'ac6tate de cortisol h des foetus entiers, dbs 16,5 ou 17,5 jours e n t r a i n e une charge anticip~e du foie en glycog6ne [6]. L ' a d m i n i s t r a t i o n de cortisol h 17,5 jours e n t r a l n e 6galeinen't 24 heures plus tard, u n e a u g m e n t a t i o n anticip6e de l'activit6 de l'enzyine b r a n c h a n t et de la glycog6ne synth6tase totale et de sa prop o r t i o n sous forine active (fig. 3).
On salt d6jh q u ' e n l'absence de corticost6roid:es chez le foetus la t e n e u r en glycog6ne h6patique et l'~activit6 de la glycogbne synth6tase totale sont tr6s faibles [8~. E n fait il s'av6re que c'est surtout l'activit6 de la forine a qui est n e t t e i n e n t diininu6e, la forine b l'est beaucoup moins. Tout se passe coinine si cette derni6re forme 6tait physiologiquemen~ i n a c t i v e p u i s q u e sou activit6 Inesur6e in vitro, est r e l a t i v e m e n t 61ev6e, mais ne permet pas l ' a c c u i n u l a t i o n de glycog6ne dans le foie. C e p e n d a n t l'activit6 de la synth6tase a n'est peut&tre pas le seul facteur qui c o n d i t i o n n e la synthbse de glycog6ne. E n effet la surr6nalectoinie m a t e r n e l l e d i i n i n u e l'activ~t6 de la f o r m e a, telle qu'elle est mesur6e in vitro, sans affecter la t e n e u r en glycogbne (tableau I).
DISCUSSION. L'~volution de l'activit6 de la glycog6ne synth6tase est semblable a e e qui a 6t6 rapport6 ant6r i e u r e m e n t [22, 23, 24, 25]. C e p e n d a n t la m6thode que nous avons utilis6e a perinis de p r 6 c i s e r qu'h 18,5 jours de gestation la forlne active est pr6sente, a v a n t m6ine que le processus d ' a c c u i n u l a t i o n du glycogbne ne soit amorc6. E~ant donn6 que chez l'adulte les corticost6roides e n t r a l n e n t u n e activation de la glycog~ne synth6tase [26, 27], on peut supposer que l ' a u g m e n t a t i o n r a p i d e de l'activit6 de la forine a entre 18,5 jours et 19,5 jours r6sulte aussi d ' u n e activation de l'enzyme, p u i s q u e la c o n c e n t r a t i o n des corticost6roides foetaux augmen,te entre 17,5, jours et 19,5 jours [2~, 29]. Q u a n t ~ l ' e n z y m e h~anchant, sou activit~ est Inesurable dbs l'hge de 17,5 jours et croit h p a r t i r de 18,5 jours.
BIOCHIMIE, 1975, 57, n ° 5.
Selon D i m a u r o e.t Kelly il n ' y a pas de corr6lation entre la forine a e t la quantit6 de glycog~ne chez le foetus de rat [30]. Chez le rat adulte la c o n v e r s i o n d:e b e n a est p a r t i e l l e m e n t d 6 p e n d a n t e de l ' i n s u l i n e et des corticostdroides [31, 32J. Chez le foetus, cette c o n v e r s i o n seinble davantage d6pendre de la pr6sence des corticost6roides, du m o i n s dans les c o n d i t i o n s exp6riinentales utilis6es. Ainsi chez les foetus d6capit6s d.e m6re surr6nalectomis6e, la faible activit6 de l~a forme a semble avant tout r6sulter du d6ficit en glucocorticoides. E n effet l ' i n s u l i n 6 m i e du foetus d6capit6 n'est pas nlodifi6e (sous presse). L ' i n j e c t i o n d'ac6tate d ' h y d r o c o r t i s o n e r6tablit en
Corticosteroides
et sgnthkse
g r a n d e p a r t i e la t e u e u r e n g l y c o g 6 n e (60 p. c e n t d e la v a l e u r d e s t 6 m o i n s ) , m a t s n e r e s t a u r e p a s c o m p l 6 t e m e n t l ' a c t i v i t 6 de la s y n t h 6 t a s e a. S e u l e l ' a c t i v i t 6 de la f o r m e t o t a l e est r a m e n 6 e h u n niweau normal. D e s t r a v a u x r 6 c e n t s s u r les h 6 p a t o c y t e s f o e t a u x ont montr6 que l'hydrocortisone augmente la synt h 6 t a s e t o t a l e [33]. D a n s d e s e x p l a n t s d e foie, l ' a s s o c i a t i o n d e l ' h y d r o c o r t i s o n e h l ' i n s u l i n e ent r a i n e u n e a c t i v a t i o n d e l ' e n z y m e [34]. L a s y n t h 6 s e d e g l y c o g 6 n e s ' e f f e c t u e d,a n s les d e u x syst6mes de culture. L'absence de corr61ation que n o u s o b s e r v o n s e n t r e l ' a c t i v i t 6 d e la f o r m e a et la s y n t h 6 s e d e g l y c o g 6 n e , a 6t6 o b s e r v 6 e i n v i t r o p a r M o n d e r et C o u f a l i k [35], q u i p e n s e n t q u e l ' a c c u mulation du glycog6ne serait proportionnelle aux c h a n g e m e n t s d e la f o r m e b ; la f o r m e a n e s e r a i t p a s a f f e c t 6 e p a r le c o r t i s o l . L ' a c t i v i t 6 d e l ' e n z y m e b r a n c h a n t c h e z l e s foetus p r i v 6 s d e c o r t i c o s t 6 r o i d e s n a t u r e l s est t r 6 s f a i b l e , mats apr6s administration d e c o r t i s o l elle e s t i4entique h celte des t6moins. Ceci implique que l ' e n z y m e est s o u s c o n t r 6 1 e e n d o c r i n i e n . L a d i m i n u t i o n s i m u l t a n 6 e de l ' a c t i v i t 6 d e s d e u x e n z y m e s c h e z les foetus d 6 c a p i t 6 s , p a r r a p p o r t a u x foetus t 6 m o i n s , n ' e s t p a s s u r p r e n a n t e si o n t i e n t c o m p t e d e s d o n n 6 e s r e l a t i v e s ~ la l o n g u e u r d e s c h a i n e s de g l y c o g 6 n e . S e l o n S m i t h [36], si s e u l e l ' a c t i v i t 6 d e la g l y c o g 6 n e s y n t h 6 t a s e est a u g m e n t 6 e , le g l y c o g 6 n e f o r m 6 d o i t 6tre c o n s t i t u 6 de c h a i n e s d e l o n g u e u r m o y e n n e 6lev6e ; a u c o n t r a i r e si l ' a c t i v i t 6 est r 6 d u i t e la l o n g u e u r d e s c h a i n e s d o l t ~ t r e p l u s p e t i t e . O r d ' a p r 6 s les o b s e r v a t i o n s de V a i l l a n t [20~ la l o n g u e u r m o y e n n e d e s c h a i n e s d u g l y c o g 6 n e c h e z d e s foetus d 6 c a p i t 6 s est s e n s i b l e m e n t l a m 6 m e q u e c e l l e d e s t 6 m o i n s . Ceci s u g g 6 r e d o n c q u e l ' a c t i v i t 6 d e s d e u x e n z y m e s v a r i e d a n s le m 6 m e sens. C o m m e o n l ' a v a i t d~j/t o b s e r v 6 a n t ~ r i e u r e m e n t p o u r la c h a r g e e n g l y c o g 6 n e [3, 21] les c o r t i c o s t 6 roides maternels suppl6ent en partieles surr6nales foetales. C h e z l ' e m b r y o n d 6 c a p i t ~ d e 18,5 j o u r s , les plages de glycog6ne h6patique, observ6es en microscopic 61ectronique ont un aspect h peu pr6s 6 q u i v a l e n t h c e l u i d e s t 6 m o i n s d e 19,5 j o u r s [37]. L ' 6 t u d e d e l ' a c t i v i t 6 de la s y n t h ~ t a s e a d a n s les m ~ m e s c o n d i t i o n s e x p 6 r i m e n t a l e s , a b o u t i t h des c o n c l u s i o n s i d e n t i q u e s ; e t si l a d 6 c a p i t a t i o n a l i e u h 19,5 j o u r s o u h 2'0,5 j o u r s l ' a c t i v i t 6 d i f f 6 r e p e u d e c e l l e d e s t 6 m o i n s de m S m e s p o r t 6 e s . Le r61e d e s c o r t i c o s t 6 r o i d e s m a t e r n e l s est difficile h p r 6 c i s e r . E n p r 6 s e n c e d ' u n e d i m i n u t i o n d ' a c t i v i t 6 d e la g l y c o g 6 n e s y n t h 6 t a s e et d e F e n BIOCHIMIE, 1975, 57, n ° 5.
du glgcogkne
foetal.
601
z y m e b r a n c h a n t , les t 6 m o i n s de m 6 r e s u r r 6 n a l e c t o m i s 6 e o n t u n e t e n e u r e n g l y c o g 6 n e et d e s l o n gueurs moyennes de chaines, semblables aux t 6 m o i n s de m 6 r e n o n op6r6e. A 17,5 j o u r s , l ' a d m i n i s t r a t i o n de c o r t i s o l a u x foetus e n t i e r s e n t r a i n e e n 24 h e u r e s u n e c h a r g e a n t i c i p 6 e e n g l y c o g 6 n e [6] et u n e a u g m e n t a t i o n d ' a c t i v i t 6 d e s d e u x e n z y m e s . E l l e s e m b l e 6 t r e le r 6 s u l t a t d ' u n e a c t i v a t i o n d e la s y n t h 6 t a s e a, e n m6me temps qu'une synth6se. Pour l'enzyme branc h a n t o n n e p e u t p r 6 c i s e r s'il y a a u g m e n t a t i o n d e la s y n t h 6 s e o u / e t a c t i v a t i o n d ' u n e f o r i n e p r 6 existant sous forme inactive.
Nous avons 6tudi~ au cours du d6veloppement foetal d u rat, l'6volution de l'activit6 de deux enzymes impliqu6es dans le m d t a b o l i s m e du glycog6ne h6patique : I'UDPG glycog6ne synthdtase (formes a e t b) et 1'enzyme b r a n c h a n t . Les activit(~s ont dt6 mesurdes au cours du ddvelopp e m e n t chez des foetus n o r m a u x ou chez des foetus priv6s de corticost6roides. - - chez les foetus n o r m a u x l'activit6 de la glycog6ne synthfitase et de l ' e n z y m e b r a n c h a n t a u g m e n t e prog r e s s i v e m e n t entre 18 et 21 j o u r s ; mais le pourcentage de glycog6ne synth6tase a u g m e n t e r a p i d e m e n t e n t r e 18 et 19 jonrs. Cette v a r i a t i o n coincide avec le ddbut de 1'accumulation d u glycog+ne dans le foie. - - e h e z les foetus privds de corticostfiroides l'activit6 de ehaque enzyme, et la t e n e u r en glycog~ne duns le foie sont r~duites. Le eortisol a d m i n i s t r 6 aux foetus ddcapitds r e s t i t n e une charge s u b n o r m a l e en glycog6ne et une activitd n o r m a l e de l ' e n z y m e b r a n e h a n t . L'aetivit6 de la synth~tase a est ldg~rement augment6e m a i s reste tr6s faible, seule la synthdtase b est r6tablie h sa v a l e n r normale. I I n e semble pas qu'il y ait de corr61ation e n t r e la synth6se de glycog6ne dans le foie foetal de rat et l'activit6 de la synth~tase a. BIBLIOGRAPH1E. 1. Bernard, CI. (1859) C. R. Acad. Sci. (Paris), 48, 673-684. 2. Jost, A. & Hatey, J. (1949) C. R. Soc. Biol. (Paris), 143, 146-147. 3. Jost, A..& Jacquot, R. (1954) C. R. Acad. Sci. (Paris), 239, 98-100. 4. Jacquot, R. (1958) J. Phgsiol. (Paris), 51, 655-721. 5. Jost, A. (1961) Harvey Lectures, 55, 201--926. 6. Jost, A. (1966) Rec. Progr. Horm. Res., 22, 541-574. 7. Jaequot, R. & Kretchmer, N. (1963) C. R. Acad. Sci. (Paris), 257, 2173-2175. 8. Jacquot, R. & Kretchmer, N. (1964) J. Biol. Chem., 239, 1301-1304. 9. Mersmann, M. J. & Segal, H. L. (1967) Proc. Nat. Acad. Sci. U.S., 58, 1688-1695. 10. Cori, G. T. & Cori, F. C. (1949) J. Biol. Chem., 151, 157. 11. Illingworth, B. & Cori, G. T. (1952) J. Biol. Chem., 199, 631-640. 12. Andersen, S. O. (1952) N a j j a r V. A. Baltimore. J o h n Hopkins Press. 28-4'22. 13. Silburg, I. B. (1962) Bull. Hopkins Hosp., 11!, 157. 14. Holleman, J. (1966) Lab. Invest., 15, 357. 15. Brown, B. I. & Brown, D. H. (1966) Melhods in enzgmologg, 8, 395-403. 42
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