Le microscope électronique et ses applications médicales (1958)
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Sommaire
Générique principal
« Les services d'étude et de recherche des laboratoires MIDY présentent
Le microscope électronique et ses applications médicales
par Marcel Bessis ; Laboratoire de Recherche du Centre National de Transfusion Sanguine.
Images Georges Theurier.
Réalisation de Éric Duvivier »
Contenus
Sujet
Présentation des microscopes électroniques et des applications médicales possibles.
Genre dominant
Résumé
Les microscopes optiques, utilisés depuis Leeuwenhoek au 17è siècle, arrivent à la limite de leurs capacités. Une animation montre que plus l’image est grossie, plus elle est floue. Ils sont remplacés par les microscopes électroniques, qui permettent des grossissements plus importants. Un microscope de ce type, à tube vertical, est présenté avec ses équipements et une préparation y est disposée. Un autre microscope, à tube horizontal, est exposé. Il introduit l’étude des deux techniques permettant l’examen des préparations : celle de l’ombrage et celle des coupes. Ces deux méthodes sont présentées de façon identique : description du principe par un schéma animé, mise en œuvre en conditions réelles et succession d’images microscopiques des différents résultats ainsi obtenus.
Contexte
Au cours des années 1960, l'apparition de nouvelles disciplines de recherche nécessitent un recours plus fréquent au microscope. Parallèlement, les progrès réalisés à la même époque dans le domaine audiovisuel ouvrent de nouveaux champs d'applications scientifiques. Par le sujet traité, ce film met donc en relief les nouvelles possibilités offertes à la recherche médicale et les progrès ainsi réalisés dans ce domaine, et qui rendront plus efficace la lutte contre les virus et les maladies dont ils sont les agents pathogènes.
Éléments structurants du film
- Images de reportage : Oui.
- Images en plateau : Non.
- Images d'archives : Non.
- Séquences d'animation : Oui.
- Cartons : Oui.
- Animateur : Non.
- Voix off : Non.
- Interview : Oui.
- Musique et bruitages : Non.
- Images communes avec d'autres films : Non.
Comment le film dirige-t-il le regard du spectateur ?
Du fait du caractère technique du sujet, le déroulement du film s'apparente à un cours pratique : le principe est exposé à l'aide d'un schéma animé, sa mise en pratique est présentée via des prises de vues réelles et des images microscopiques attestent des résultats obtenus. Cette impression est renforcée par les explications très précises du commentaire et leur caractère très pédagogique. Le spectateur devient l'auditeur d'un cours.
Comment la santé et la médecine sont-elles présentées ?
De par son sujet, le film est centré avant tout sur l'étude technique du microscope électronique et de son fonctionnement. La santé et la médecine n’interviennent ici que comme faire-valoir, pour mettre en valeur les progrès réalisés par la recherche médicale grâce à l'utilisation des microscopes électroniques.
Diffusion et réception
Où le film est-il projeté ?
Facultés et écoles de médecine, centres de recherches
Communications et événements associés au film
Public
Enseignants-chercheurs et étudiants en médecine
Audience
Descriptif libre
Le microscope optique : histoire et limites
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Différentes images montrant de vieux microscopes se succèdent. Suit un bref historique des microscopes par le commentaire et le constat que les microscopes optiques sont « arrivés à la limite de grossissement théorique » et « qu'un microscope utilisant la lumière visible ne pourra jamais faire voir distinctement des objets plus petits que 0,25µ ». Ce phénomène est illustré via une image microscopique : d'abord très nette, elle devient floue au fur et à mesure de son grossissement. Une première animation explique la corrélation entre le pouvoir de résolution du microscope et la longueur d'onde de la lumière. Un train d'ondes entretenu passe dans deux trous distants de 4 cm et donne naissance à deux systèmes de rides. Le rapprochement des deux trous à 2 cm ne donne plus qu'un seul système de rides, ce qui ne permet donc pas de distinguer deux points distants de deux centimètres. La longueur d'onde est diminuée (l'animation apparaît au bout d'un faisceau orangé) et l'on voit apparaître à nouveau deux systèmes de rides.
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Principe du microscope électronique
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La deuxième animation démontre que les rayons électroniques, dix mille fois plus petits que les rayons lumineux, permettent des grossissements importants sans altérer la netteté de l'image. Apparaît d'abord la vue de profil d'une ampoule en verre. Elle se colore en bleu, signe qu'on y fait le vide. Un filament apparaît à l'orifice de l'ampoule. Son chauffage par un courant est matérialisé par l’apparition d'un nuage d'électrons à son extrémité. Le chiffre « 100.000 volts » indique la différence de potentiel entre le filament et une électrode, symbolisée par un trait noir et percée d’un trou en son milieu. Cette différence entraîne la propagation des électrons en ligne droite jusqu’à l’écran, où ils rendent fluorescentes certaines substances qui y sont déposées. Un barreau aimanté, représenté par un petit rectangle noir, apparaît et fait dévier le faisceau d’électrons. Le remplacement de ce barreau par un aimant annulaire, faisant office de lentille, permet de concentrer le faisceau en un point. Avec deux aimants circulaires sur le trajet des électrons, le premier servant d’objectif et le second d’oculaire, on obtient l’équivalent d’un microscope optique, la variation de l’électroaimant de la deuxième lentille entraînant, en outre, la variation du grossissement total du microscope. Cette animation se termine par une vue en coupe d’un microscope optique avec le tube posé verticalement sur un pupitre au-dessous duquel se trouvent les appareillages permettant de faire le vide (à droite) et les circuits électriques (à gauche).
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Modes d'emploi et usages
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Les images suivantes présentent de vrais microscopes électroniques et leur utilisation. Apparaît d’abord le tube vertical avec le canon à électrons en haut et l’écran fluorescent en bas. Suivent quelques vues des appareils électroniques servant à l’alimentation des lentilles et des pompes à vide, à l’arrêt et en marche. Une technicienne de laboratoire met ensuite en place une préparation dans le microscope. Elle place la préparation sur un porte-objet qu’elle introduit dans le tube électronique, dont elle referme soigneusement l’ouverture. Les pompes à vide sont mises en route et un gros plan sur le galvanomètre montre la diminution du degré de vide jusqu’à une valeur suffisante. La haute tension est allumée et l’examen des préparations débute dans la pénombre. Un autre microscope électronique apparaît, avec un écran disposé comme celui d’une télévision. Le tube horizontal est ouvert puis refermé par un technicien. Celui-ci ôte le porte-objet de son sas (dont la présence évite de devoir faire systématiquement le vide), y met une préparation et le remet à sa place. Après enclenchement de la haute tension, on le voit de dos dans la pénombre, observant l’image.
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Technique de l'ombrage: principe
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Une animation décrit la méthode de l’ombrage métallique qui vise à augmenter le relief des préparations et qui est l’une des manipulations que celles-ci subissent avant examen. Une cloche en verre vue de profil se colore en bleu, signe qu’on y fait le vide. Les objets à ombrer apparaissent sur un support dans la partie droite de la cloche et, à l'opposé, un filament au bout duquel est fixé un morceau d’or, le meilleur métal pour l’ombrage. Cet or se vaporise sous l’effet de la chauffe du filament et les atomes d'or quittent le filament en lignes droites pour se déposer selon un certain angle sur la préparation à ombrer, de sorte que seule la partie de celle-ci se trouvant du côté de la pulvérisation se chargera en or. C'est l'aspect d'un paysage ombré par le soleil couchant qui est ainsi obtenu lorsqu'on regarde la préparation de face.
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Technique de l'ombrage: mise en pratique et résultats
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Le déroulement réel de l'opération est ensuite présenté. Une technicienne effectue des réglages sur le microscope, dont la cloche contenant la préparation se trouve à gauche et le pupitre à droite. La chauffe du filament entraîne la vaporisation de l'or, caractérisé par un éclat brillant. La comparaison de deux images, l'une représentant des globules rouges colorés et l'autre, des globules rouges ombrés, permet d'apprécier les résultats obtenus. Les images suivantes présentent quelques découvertes faites grâce à cette technique : les virus de la poliomyélite, rendus parfaitement visibles par les bactériophages « dont l'existence, pendant longtemps, avait été mise en doute », le virus de l'influenza, la nécrose aiguë du tabac. Suivent de représentations, après ombrage, des globules rouges dans différentes anémies.
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Technique des coupes: principe
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Une nouvelle animation présente le principe de la technique des coupes qui, contrairement à celle de l'ombrage, permet aussi l'étude de l'intérieur des cellules. Apparaît d'abord un microtome spécial doté, à droite, d'un porte-couteau dans lequel est inséré un couteau, qui se présente sous la forme d'un éclat de verre dont le tranchant a été vérifié au microscope optique. L'objet est représenté sous la forme d'un petit cône noir fixé au bout d'une tige métallique qui s'anime d'un mouvement circulaire lui permettant de passer devant le couteau. Les rotations cessent et cette tige s'allonge jusqu'à ce que le cône soit au contact du couteau. Une résistance électrique noire entourant la tige apparaît. Son chauffage, symbolisé par une coloration dorée, permet allongement de cette tige à raison de 0,025mm/tour. Un zoom sur le cône noir permet de constater le blanchiment de son extrémité, symbole de la coupe en cours.
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Technique des coupes: mise en pratique
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L'appareil est ensuite vu en fonctionnement. Une technicienne s'installe et effectue les réglages qui permettront de réaliser l'étude de la préparation. Un zoom puis un gros plan montrent l'objet, à droite, se rapprochant du couteau de verre, à gauche. Dès que le premier entre en contact avec le second, il s'anime d'un mouvement circulaire sous effet d'un moteur électrique. Un plan général montre le technicien suivant l'opération via un microscope binoculaire, qui permet de voir les coupes se détacher du bloc et surnager sur un liquide. La tige chauffée devient visible par enlèvement du carter. Après avoir été recueillies et portées sur de petites grilles, les coupes sont portées au microscope électronique.
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Technique des coupes : résultats, usages
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Les images suivantes présentent, à des grossissements de plus en plus grands, les résultats obtenus grâce à la technique des coupes : des ganglions lymphatiques, des myélocytes, un leucoblaste avec les granulations mises en évidence par le microscope électronique, des mitochondries avec leur structure interne très complexe, un granulocyte dont le noyau est situé à gauche et qui montre le centriole, petit corpuscule situé au centre de la cellule et entouré de granulations neutrophiles. C'est ensuite le détail de la digestion d'un globule rouge phagocyté à l'intérieur d'une cellule qui est décrit. Un travelling en gros plan montre ce globule déjà attaqué, parsemé de vacuole et ayant, sur ses bords, de petites granulations noires contenant du fer et se groupant peu à peu en amas plus ou moins grands. À un grossissement de 500.000 fois, ces granulations deviennent des molécules de ferritine. Des plans de plus en plus gros montrent les premières molécules directement identifiées sur des coupes de tissus humains, avec des grains mesurant chacun 15 angströms de diamètre. Le modèle en plastique d'une coupe de leucocyte apparaît ensuite à l'image, avec le noyau, le centriole et les granulations. La structure complexe du centriole, ses neuf tubules et les irradiations en partant sont mis en évidence par un gros plan de celui-ci. Un plan analogue sur le noyau permet de voir le nucléole et son peloton de nucléoprotéine. La technique des coupes rend aussi possible l'examen d'un virus dans la cellule, ce qui est illustré par divers plans d'images microscopiques du cancer mammaire de la souris. Au sein de la cellule, des amas de particules très petits se développent dans le cytoplasme et prennent, hors de la cellule, l'aspect d'une petite sphère avec un noyau central. Un aspect semblable avec, à fort grossissement, les mêmes images, se retrouve chez les leucémies des poules et des souris, dont les cancers se développent entre les cellules.
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Conclusion
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Le commentaire conclut le film en indiquant que « chez l'homme, dans les leucémies et les tumeurs malignes […] on n'a pas encore trouvé d'images semblables ». Elle précise que, même chez l'animal, tous les cancers ne sont pas déclenchés par des virus, que le contenu des cellules cancéreuses et leucémiques, animales et humaines, est encore largement inconnu, mais « qu'un proche avenir nous aidera à percer les mystères du fonctionnement cellulaire et de ses dérèglements pathologiques ». La dernière image du film est un zoom lent sur une cellule d'un cancer osseux.
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Fonds Éric Duvivier code 11.
Notes complémentaires
Thème (catalogue Sciencefilm octobre 1973) : biologie
Références et documents externes
Contributeurs
- Auteurs de la fiche : Emmanuel Nuss
