Télécharger le Texte Complet - Revue Marocaine de Rhumatologie

20
Disponible en ligne sur
FMC
www.smr.ma
Microcristaux au niveau du liquide synovial.
Crystals in synovial fluid.
Mohsine Aouial, Imane El Bouchti.
Service de Rhumatologie, Hôpital Errazi, CHU Mohammed VI, Marrakech - Maroc.
Rev Mar Rhum 2015; 32: 20-5
Résumé
La recherche de microcristaux au niveau
du liquide synovial, constitue une étape
indispensable de l’étude microscopique de ce
dernier lors d’une arthrite. Les caractéristiques
de ces microcristaux participent à l’orientation
et même à établir le diagnostic de certaines
arthropathies microcristallines. Donc leur
connaissance est impérative pour le biologiste
et le rhumatologue.
En dehors des cristaux d’urate de sodium
et de pyrophosphate de calcium qui
sont fréquemment rencontrés, les autres
microcristaux sont retrouvés rarement au
niveau du liquide articulaire.
Abstract
Research crystals in synovial fluid, is an
essential step in the microscopic study of this
latter during an arthritis. The characteristics of
these crystals participate in orientation and
diagnosis of certain crystal arthropathies. So
knowledge is imperative for the biologist and
the rheumatologist.
Outside crystals of monosodium urate and
calcium pyrophosphate which are frequently
encountered, others microcrystals are rarely
found in the synovial fluid.
Mots clés : Microcristaux; Liquide synovial; Key words :
Biréfringence.
L’analyse du liquide articulaire est un examen simple, qui
permet généralement d’orienter de manière déterminante
le diagnostic étiologique des diverses atteintes articulaires.
La recherche de microcristaux dans le liquide articulaire
est un examen clé pour le clinicien, car il permet un
diagnostic rapide et fiable d’arthropathies microcristallines
par l’identification de cristaux pathogènes dans le liquide
examiné. Il s’agit habituellement d’urate de sodium,
de pyrophosphate de calcium ou d’apatite. Mais dans
certains cas, on peut trouver des cristaux rarissimes
[cristaux de cholestérol, de cryoglobine, d’oxalate et
de dérivés cortisoniques], témoignant de situations
pathologiques particulières.
L’intérêt de cet article est de connaitre les différentes
techniques de mise en évidence des microcristaux au
niveau du liquide articulaire d’une part et d’autre part
une description microscopique de ces microcristaux.
Crystals; Synovial fluid;
Birefringence.
techniques
de
recherche
microcristaux [Tableau 1]
de
Conditions de recueil
Le recueil adéquat du liquide synovial permet d’éviter
l’apparition d’artefacts et la dissolution des cristaux.
Parmi ces artéfacts, on peut citer la contamination du
liquide synovial par les particules d’amidon lors de la
ponction articulaire, qui proviennent des gants stériles,
ces particules donnent un aspect de croix de Malte lors de
l’examen à lumière polarisée.
On utilise pour le prélèvement un tube stérile en plastique,
contenant de petites quantités d’héparinate de sodium ou
citrate comme anticoagulant [1]. Les autres anticoagulants
comme l’héparinate de lithium, l’EDTA cristallisé ou
l’oxalate de calcium sont à éviter car ils sont des sources
d’artefacts gênants, même en microscopie électronique.
Correspondance à adresser à : Dr M. Aouial
Email : [email protected]
Revue Marocaine de Rhumatologie
21
Microcristaux au niveau du liquide synovial.
Tabelau 1 : Les différentes étapes de l’analyse du liquide articulaire
pour détecter les microcristaux
• Prélèvement dans un tube stérile en plastique avec un anticoagulant
(héparinate).
• Acheminement rapide au laboratoire.
• Etude par un microscope optique à lumière ordinaire et polarisée
(étude de la biréfringence).
• Coloration par le rouge Alizarine S (si suspicion de rhumatisme à
hydroxyapatite)
d’urate monosodique [habituellement de forme d’aiguille]
peuvent avoir l’aspect de bâtonnets tels les cristaux de
pyrophosphate de calcium.
b. Microscopie optique à lumière polarisée compensée
[6-7]
Pour l’identification des microcristaux, on utilise un
microscope à lumière polarisée, muni d’un compensateur
et d’une platine tournante [Figure 1].
• Etude par le microscope électronique (identification de cristaux de
phosphate de calcium ou de pyrophosphate de calcium.
Le tube doit être soigneusement fermé, pour éviter
l’apparition de cristaux de brushite dues au contact entre le
liquide articulaire et l’air et aussi la contamination in vitro
du liquide par des germes hospitaliers [Aspergillus Niger]
capable de synthétiser in vitro des cristaux d’oxalate.
La recherche de microcristaux doit se faire dans des
liquides articulaires fraîchement prélevés car un retard
dépassant 12 à 24 heures peut entraîner la disparition de
cristaux d’urate monosodique ou surtout de pyrophosphate
de calcium hydraté ou au contraire l’apparition de cristaux
d’urate monosodique ou de cristaux lipidiques provenant
des cellules lysées [2].
La fixation et la coloration doivent se faire avec des solvants
alcooliques, du fait de la solubilité des microcristaux
surtout d’urate monosodique[3].
La conservation se fait au réfrigérateur à -4°C ou au
congélateur à -20°C, afin de préserver les cristaux.
Examen en microscopie optique
Cet examen nécessite seulement une petite quantité du
liquide synovial. La lame et la lamelle utilisées doivent
être bien nettoyées à l’alcool 70° et bien essuyées avec
un papier spécial pour ne pas laisser de fibres sur la
lame. La lamelle ne doit pas être collée sur la lame, car
le vernis utilisé pour le scellement peut être à l’origine de
particules biréfringentes que l’on peut confondre avec des
microcristaux.
a. Microscopie optique en lumière ordinaire [4-5].
Ele constitue le premier temps de la recherche de
microcristaux. Elle a la capacité de préciser la forme des
cristaux, leur taille et leur position extra- ou intracellulaire.
L’étude en lumière ordinaire a des limites, notamment
pour l’identification complète des cristaux dont les formes
qui peuvent parfois êtres atypiques et prêter confusion
avec un autre type de cristaux, exemple des cristaux
Revue Marocaine de Rhumatologie
Figure 1 : Schéma d’un microscope à lumière polarisée compensée.
Ce dispositif permet de préciser les caractéristiques de
la biréfringence. Ce concept est basé sur la capacité des
cristaux à dévier la lumière normalement stoppée par
l’analyseur. Le sens [positif ou négatif] de la biréfringence
dépend de la position du grand axe du cristal par rapport
à l’axe du compensateur et qui se traduit par des effets
couleurs. Donc on distingue :
• Les cristaux négativement biréfringents qui sont jaunes
lorsque leur grand axe est parallèle à l’axe du compensateur
et bleus lorsqu’il est perpendiculaire à cet axe.
• Les cristaux positivement biréfringents qui sont bleus
lorsque leur grand axe est parallèle à l’axe du compensateur
et jaunes lorsqu’il lui est perpendiculaire.
La force de la biréfringence traduit l’intensité de la brillance
du cristal par rapport à celle de la lumière initiale et donc on
distingue les cristaux fortement ou faiblement biréfringents.
Coloration par le rouge alizarine S. [8]
Les cristaux de phosphate de calcium [apatite] sont trop
petits pour être visibles au microscope optique sauf
lorsqu’ils sont en amas et colorés en rouge vifs par le
rouge alizarine S.
Pourtant cette coloration n’est pas spécifique de l’apatite
car elle peut colorer tous les cristaux calciques et donc
nécessite une confirmation par le microscope électronique.
Microscopie électronique [9]
Cette technique moderne et réservée aux laboratoires de
22
M. Aouial et al.
FMC
recherche, demande un matériel très onéreux et un temps
de lecture et d’analyse très long. On l’utilise surtout dans
la mise en évidence des cristaux d’apatites et des petits
cristaux de pyrophosphates de calcium dihydraté.
principaux microcristaux
Cristaux d’urate monosodique [10,11]
Typiquement; les cristaux d’urate monosodique
apparaissent sous la forme de fines aiguilles à extrémités
effilées et à biréfringence forte et négative. Avec une taille
allant jusqu’à 40 μm. L’image d’une cellule traversée
par le cristal est très typique de la goutte. Cette image
correspond à une simple adhérence du cristal à la cellule
qui apparaît comme posée sur le cristal.
particulièrement riches en cristaux, ils peuvent s’organiser
en formations globulaires. Les cristaux de pyrophosphate
de calcium dihydraté sont souvent non ou faiblement
biréfringents. Mais l’importance de leur biréfringence
dépend de l’épaisseur du cristal. Les cristaux de grande
taille ou en cube peuvent être fortement biréfringents du
fait de leur épaisseur. Leur biréfringence est positive.
Exceptionnellement, les cristaux sont de trop petite taille
pour être visibles en microscopie optique. Dans ces cas,
ils peuvent être identifiés par la microscopie électronique
à transmission[14].
L’examen du culot de centrifugation du liquide en lumière
polarisée augmente la sensibilité de la recherche.
Les cristaux peuvent aussi être de plus petite taille,
fragmentés, alors souvent visibles en position intracellulaire,
gardant une forte biréfringence négative. Plus rarement,
les cristaux d’urate monosodique ont un aspect en
bâtonnets courts, aux extrémités coupées et, dans ces cas,
il est facile de les confondre en lumière ordinaire avec
des cristaux de pyrophosphates de calcium dihydraté.
Leur identification de certitude se fait en lumière polarisée
compensée [Figure 2]. Les cristaux sont habituellement
nombreux au cours des accès aigus de goutte, mais ils
peuvent être beaucoup plus rares en phase intercritique.
Figure 2 : Cristal d’urate monosodique vu en microscopie optique ordinaire (A,B)
et en lumière polarisée compensée (C). Grossissement X400
Cristaux de pyrophosphate de calcium dihydraté
[12-13]
Les cristaux de pyrophosphates de calcium sont parfois
mieux vus en lumière ordinaire. Ils sont de forme et
de taille variables. La forme la plus typique est celle
d’un parallélépipède trapu [Figure 3]. Plus rarement,
les cristaux sont en aiguille. Les cristaux phagocytés
peuvent apparaître fragmentés à l’intérieur des vacuoles
cytoplasmiques ou avoir la même forme que les cristaux
extracellulaires. La taille des cristaux de pyrophosphates
de calcium hydraté varie de 1 à 20 μm. Dans les liquides
Figure 3 : Nombreux cristaux de oristal de pyrophosphate de calcium dihydraté
vus en lumière ordinaire. Grossissement X400
Microcristaux de phosphate de calcium
Les phosphates de calcium, dont la forme la plus fréquente
est l’apatite, ne sont pas décelables au microscope optique,
même en lumière polarisée, du fait de leur petite taille. La
coloration par le rouge alizarine S peut être utilisée pour
dépister leur présence dans le liquide articulaire [15].
Les amas cristallins d’apatite apparaissent avec cette
coloration sous une forme arrondie, colorée en rouge
vif, contrastant avec le fond de la préparation qui reste
brun [figure 4]. En lumière polarisée, les dépôts colorés
sont biréfringents. La coloration par le rouge alizarine
S ne doit faire soupçonner la présence d’apatite que si
cette coloration est très fortement positive, c’est-à-dire
s’il existe plusieurs amas colorés par champs examinés
Figure 4 : Amas de cristaux phosphate de calcium colorés en rouge alizarine.
Grossissement X400
Revue Marocaine de Rhumatologie
23
Microcristaux au niveau du liquide synovial.
au grossissement × 100 [16-17]. La confrontation de
l’examen en microscopie électronique ne montre en effet
généralement pas de microcristaux d’apatite lorsque la
coloration est faiblement positive[18]. Mais même en cas
de résultat fortement positif, la spécificité de cette coloration
n’est pas absolue. De petits cristaux de pyrophosphate et
d’oxalate de calcium peuvent aussi être méconnus par la
microscopie optique et former des amas colorés par le
rouge alizarine.
dans les arthrites la polyarthrite rhumatoide et surtout
dans les bursites rhumatismales.
Les microcristaux rares.
Cristaux d’oxalate de calcium
Les cristaux d’oxalate de calcium sont de deux types : les
cristaux d’oxalate de calcium dihydratés, ou weddelite qui
ont une forme caractéristique en enveloppe ou en pyramide
[figure 5] et les cristaux d’oxalate de calcium monohydratés
qui sont protéiformes et peuvent parfois prendre l’aspect
de bâtonnets positivement biréfringents[19]. Ces deux
types de cristaux sont colorables par le rouge alizarine.
Ces cristaux s’observent exclusivement chez les patients
dialysés par un défaut d’épuration de l’oxalate et peuvent
conduire à une oxalose secondaire [20]. Les cristaux
d’oxalate peuvent aussi être rencontrés au cours des
oxaloses primitives.
Figure 6 : Aspect en plaques des cristaux de cholestérol en microscope optique.
b. Microsphérules lipidiques ou liposomes
Des corpuscules arrondis, positivement biréfringents,
en croix de Malte, peuvent s’observer dans les liquides
articulaires [Figure 7].
Ces liposomes sont faits de l’arrangement micellaire
de phospholipides bipolaires, provenant de la lyse de
membranes cellulaires, notamment de globules rouges
[24]. Ils s’observent donc généralement dans les suites
d’hémarthrose. Ces liposomes sont à distinguer des
artéfacts faits de particules d’amidon de contours
irréguliers provenant de gants stériles utilisés lors de la
ponction articulaire, et des très rares sphérulites d’urate
que l’on reconnaît par leur biréfringence très forte et
négative. Des globules graisseux, non biréfringents
composés de triglycérides provenant de la graisse de la
synoviale ou de la moelle sous chondrale rencontrés le
plus souvent lors des fractures articulaires.
Figure 5 : Deux cristaux d’oxalate de calcium. Grossissement X400
Microcristaux lipidiques
a. Cholestérol
Les microcristaux de cholestérol peuvent avoir deux
formes. Les moins rares ont l’aspect en plaques [figure 6]
et sont très biréfringents[21]. Ces cristaux de cholestérol
peuvent aussi avoir une morphologie en aiguilles, de
biréfringence négative. Ils se distinguent des microcristaux
d’urate par leur très grande taille. Ces deux formes
cristallines peuvent coexister[22]. Les liquides contenant
ces cristaux ont souvent un aspect trouble, lactescent[23].
Le liquide riche aux cristaux de cholestérol se rencontre
Revue Marocaine de Rhumatologie
Figure 7 : Examen microscopique du liquide synovial natif en lumière polarisé
avec compensateur de lumière montrant un leucocyte contenant des corpuscules
sphériques biréfringence positif, en croix de Malte.
24
M. Aouial et al.
FMC
Cristaux de cryoglobuline
Des cristaux de cryoglobuline peuvent s’observer dans
le liquide articulaire mais cette éventualité est rare. Ces
cristaux se distinguent par leur grande taille qui va de
20 à 60 μm, et par le fait qu’ils sont colorables par les
colorants organiques comme le bleu de méthylène, ce
qui témoigne de leur nature protéique. Ces cristaux se
dissolvent lorsqu’ils sont mis à la température de 37 °C,
mais ils réapparaissent dans le liquide quand celui-ci est
placé au réfrigérateur. Ils sont dans la majorité des cas
de type I monoclonal[25]. Les cristaux sont de formes
très diverses : rectangulaires, hexagonaux, en losanges,
cuboïdes, en diamant, en aiguilles ou en brins de paille.
Figure 8 : Cristaux de méthylprednisolone ( Dépomédrol®). Grossissement X400
Cristaux de dérivés cortisoniques
Des cristaux de dérivés cortisoniques peuvent être retrouvés
dans le liquide articulaire après qu’ils y aient été injectés.
L’injection de ces cristaux déclenche parfois une réaction
inflammatoire survenant dans les 48 heures [26]. Ces
cristaux sont massivement phagocytés par les cellules du
liquide. En général, ils sont très fortement biréfringents, de
taille et de forme variables selon le produit injecté [27-28].
• Les cristaux d’hexacétonide de triamcinolone sont de
forme parallélépipédique.
• Les cristaux de cortivasol sont de contours irréguliers,
de petite taille.
• Les cristaux de méthylprednisolone apparaissent sous
forme de grains de sable en amas [Figure 8]
Autres cristaux rares
- Des cristaux d’hémoglobine sont parfois présents dans
les liquides hémorragiques après une ponction articulaire.
Figure 9 : Cristal de Charcot-Leyden. Grossissement X400
Ils ont une forme carrée ou rectangulaire.
- Des cristaux d’hématoidine [produit de dégradation
de l’hémoglobine] peuvent être détectés dans le liquide
articulaire hématique après des jours de stockage. Ils sont
caractérisés par leur couleur jaune brunâtre en lumière
ordinaire et par leur forme en cube ou en losange[29].
- Les cristaux de Charcot – Leyden [Figure 9] sont
rencontrés dans les épanchements riches en éosinophiles
[arthrite allergique], ils ont une forme de losange allongé
Tabelau 2 : Tableau récapitulatif des différents cristaux.
Type de cristal
Aspect
Type de biréfringence
Affection
Urate de sodium
Aiguille de sapin
Négative
Goutte
Pyrophosphate de calcium
Rhomboïde
Positive
Chondrocalcinose
Apatite
Rond
Sans
Arthrose
Périarthrite
Cholestérol
Rectangulaire
Négative ou positive
Polyarthrite rhumatoide
Lipides liquides
Croix de malte
Positive
Arthrite aigue
Stéroïdes
Bâtonnet irrégulier rhomboïde
Négative ou positive
Post-infiltration
Oxalate de calcium
Bipyramidal
Positive
Oxalose primitive
Insuffisance rénale
Charcot leyden
Fuseau
Négative ou positive
Epanchement à éosinophile
Revue Marocaine de Rhumatologie
25
Microcristaux au niveau du liquide synovial.
et une biréfringence faible positive ou négative [30-31].
10.Richette P, Bardin T. Gout. Lancet.2010 ;375:318-28.
Dépôts cristallins mixtes :
11.Eggebeen AT. Gout: an update.Am Fam Physicial.2007;76:801-8.
Une association de plusieurs microcristaux peuvent être
retrouvée dans le liquide articulaire. La découverte de
cristaux d’urate monosodique et de pyrophosphate de
calcium dihydraté n’est pas exceptionnelle. L’association
d’apatite et de pyrophosphate de calcium dihydraté se voit en
particulier dans les arthroses évoluées ou des arthropathies
destructrices. L’examen par le rouge alizarine S permet
parfois de soupçonner cette association. L’apatite peut aussi
s’associer à l’urate monosodique en cas d’arthropathie
érosive ou lors de ponction d’un tophus calcifié.
12. Ivorra I, Rosas L, Pascual E. Most calcium pyrophosphate crystals
appear as non birefringent. Ann Rheum Dis. 1999;58:582-4.
Conclusion
La ponction articulaire fait actuellement partie de l’examen
clinique lors de la découverte d’un épanchement articulaire.
L’analyse du liquide articulaire comporte plusieurs étapes
notamment la recherche de microcristaux. La mise en
évidence et l’individualisation de ces cristaux par le
biologiste nécessitent une connaissance de leurs propriétés
structurales et physiques surtout leur biréfringence à la
lumière polarisée [Tableau 2].
Déclaration d’intérêt
13.Richette P, Bardin T. chondrocalcinose. Press Med 2011 ;40 :856864.
14.Fuerst M. Chondrocalcinosis. Clinical impact of intra-articular
calcium phosphate crystals. Z Rheumatol.2014;73:415-9
15.Lazcano O, Li CY, Pierre RV, et al. Clinical utility of the alizarin
red S stain on permanent preparations to detect calcium-containing
compounds in synovial fluid. Am J Clin Pathol.1993;99:90–6.
16.Yavorskyy A, Hernandez-Santana A, McCarthy G, et al. Detection
of calcium phosphate crystals in the joint fluid of patients with
osteoarthritis: analytical approaches and challenges. Analyst
2008;133:302–18.
17.Gee KR, Brown KA, Chen WN, et al. Chemical and physiological
characterization of fluo-4 Ca[2+]-indicator dyes. Cell Calcium
2000;27:97–106.
18.Nero P, Nogueira I, Vilar R, et al. [Synovial fluid crystal identification
by electron microscopy]. Acta Reumatol Port 2006;31:75–81.
19.Reginato AJ, Kurnik B. Calcium oxalate and other crystals
associated with kidney disease and arthritis. Semin Arthritis Rheum
1989;18:198–224.
20.Matson E, Reginato AM. Crystalline Disorders Associated With
Renal Disease Including Oxalate Arthropathy. Gout and other crystal
arthropathies 2011,23 : 282-292.
Les auteurs déclarent n’avoir aucun conflit d’intérêt.
21. DeMarco PJ, Keating RM. Cholesterol crystals. N Engl J Med
1995;333:1325.
Références
22.Pritzker KP, Fam AG, Omar SA, et al. Experimental cholesterol
crystal arthropathy. J Rheumatol 1981;8:281–90.
1. Bardin T, Bucki B, Bernard JL. Comment découvrir les cristaux
articulaires. In: De Sèze S, Ryckewaert A, Kahn MF, Kuntz D, editors.
Actualité rhumatologique 1994. Paris: Expansion Scientifique
Française 1994 : 250-60.
2. Galvez J, Saiz E, Linares LF, Climent A, Marras C, Pina MF, et al.
Delayed examination of synovial fluid by ordinary and polarized
light microscopy to detect and identify crystals. Ann Rheum Dis
2002;61:444-7.
3. Ohira T, Ishikawa K. Preservation of calcium pyrophosphate
dihydrate cristals: effects of Mayer’s haematoxylin staining period.
Ann Rheum Dis 2001;60:80-82.
4. Gordon C, Swan A, Dieppe P. Detection of crystal in synovial
fluids by light microscopy: sensitivity and reliability. Ann Rheum Dis
1989;48:737-42.
5. McCarty DJ, Hollander JL. Identification of urate crystals in gouty
synovial fluid. Ann Intern Med 1961;54:452–60.
6. Bucki B, Bardin T. Microcristaux du liquide articulaire. Paris: Elsevier;
2001:74.
23.Riordan JW, Dieppe PA. Cholesterol crystals in shoulder synovial
fluid. Br J Rheumatol 1987;23:430–2.
24.Reginato AJ, Schumacher HR, Allan DA, et al. Acute monoarthritis
associated with lipid liquid crystals. Ann Rheum Dis 1985;44:537–
43.
25.Rodriguez-Paez AC, Seetharaman M, Brent LH. Cryoglobulin crystal
arthropathy in a patient with multiple myeloma. J Clin Rheumatol
2009;15:238–40.
26.Selvi E, DeStefano R, Lorenzini S, et al. Arthritis induced by
corticosteroid crystals. J Rheumatol 2004;31:622.
27.Kahn CB, Hollander JL, Schumacher HR. Corticosteroid crystals in
synovial fluid. JAMA 1970;211:807–9.
28.Gordon GV, Schumacher HR. Electron microscopic study of depot
corticosteroid crystals with clinical studies after intra-articular
injection. J Rheumatol 1979;6:7–14.
7. Schumacher Jr. HR, Reginato AJ. Atlas of synovial fluid analysis and
crystal identification. Philadelphia: Lea and Febiger 1991:257.
29. Tate GA, Schumacher HR, Reginato AJ, et al. Synovial fluid
crystals derived from erythrocyte degradation products. J Rheumatol
1992;19:1111–4.
8. Lussier A, De Médecis R, Richter V. Atlas des cellules des cristaux du
liquide synovial 2010 [38-41p]
30.Dougados M, Benhamou L, Amor B. Charcot-Leyden crystals in
synovial fluid. Arthritis Rheum 1983;26:1416–6.
9. Ea HK, Lioté F. Diagnosis and clinical manifestations of calcium
pyrophosphate and basic calcium phosphate crystal deposition
diseases. Rheum Dis Clin North Am.2014;40:207-29.
31.Atanes A, Fernandez V, Nuñez R, et al. Idiopathic eosinophilic
synovitis. Case report and review of the literature. Scand J Rheumatol
1996;25:183–5.
Revue Marocaine de Rhumatologie