Int. J. Insect Mor,~hol. & Embryol. 4 (6): 477-494. 1975. Pergamon Press. Printed in Great Britain. HEMOCYTES ET ORGANE HEMATOPOIETIQUE DE THERMOBIA DOMESTICA (PACKARD) (THYSANURA • LEPISMATIDAE) JEAN FRANCOIS Equipe de recherche associ6e au C.N.R.S. n°4231. Laboratoire de Zoologie, Facult6 des Sciences de la Vie, Boulevard Gabriel, 21.000-Dijon, France Abstract--The hemocytes of Thermobia domestica adults, using normal and phase contrast microscopy, electron microscopy and histochemical techniques, show 3 different types whose characteristics are detailed: the plasmatocytes, the granulocytes and the coagulocytes. The role of these blood cells is discussed. The hematopoietic organ is localised along the thoracic and abdominal vessel, between the pericardial cells and the dorsal diaphragm. The hematopoietic tissue consists of irregular cellular accumulations attached to the diaphragm; it consists of star-shaped reticular cells, fibroblasts and cellular islets formed by groups of hemo- cyte,; of the same types and same stages of differentiation. These cells form a weakly organized tissue, surrounded and packed by loose fibrillar network of connective tissue. The hemocytes differentiate within these islets, originating from the reticular cells, certain of which are phagocytic. This ensemble forms an hematopoietic organ, very similar to those described for the Orthoptera, Coleoptera and Diptera. Index descriptors (in addition to those in title): Ultrastructure, histochemistry and types of hemocytes; hemocytopoietic tissue, hemocytopoiesis. INTRODUCTION ALORS QUE de nombreux chercheurs ont observ6 les cellules sanguines des Pt6rygotes (rdfdrences principalement dans Jones, 1962; Gupta, 1969; Gouin, 1970; Arnold, 1974), les hdmocytes des Apt6rygotes ont 6t~ peu 6tudids. Le prdsent travail apporte des pr~cisions sur la structure fine des diff6rentes cat6gories de cellules sanguines des Thysanoures. Si les h~mocytes de cet ordre ont dtd examinds fi l'aide du microscope photonique par Bruntz (1908), Millara (1947), Gupta (1969), Price et Ratcliffe (1973), ils n'ont jusqu'ici donn6 lieu fi aucune 6tude ultrastructurale ou histochimique particuli6re. D'autre part une s6rie de travaux r6cents (Hoffmann, 1970; Akai et Sato, 1971 ; Zachary et Hoffmann, 1973; Brehelin, 1973; revue d'ensemble dans Jones, 1962 et Arnold, 1974) ont precis6 la localisation et la physiologie des organes h6matopo'l'6tiques dans divers ordres d'lnsectes. Mais jusqu'h ce jour, aucun travail n'avait dt6 entrepris sur les organes h6matopo'f6tiques des Aptdrygotes, et l'origine postembryonnaire des hdmocytes de ces lnsectes restait incertaine (Paclt, 1956). La nature h~matopo'/dtique des organes connus par les anciens anatomistes sous le nora "d'organes phagocytaires juxtacardiaques" a &t6 r6cemment d6montrde (Hoffmann, 1970, 1972). Comme d'autre part Philiptschenko (1907) et Bruntz (1908) avaient montr6 la pr6sence de tels organes chez les Thysanoures, nous avons cherchd h localiser les organes h6matopoi'dtiques au niveau du diaphragme dorsal et/t prdciser leur structure fine et 1cur fonctionnement chez un Thysanoure Ldpismatide. IMAE 4/6--A 477
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Int. J. Insect Mor,~hol. & Embryol. 4 (6): 477-494. 1975. Pergamon Press. Printed in Great Britain.
HEMOCYTES ET ORGANE HEMATOPOIETIQUE DE THERMOBIA DOMESTICA (PACKARD)
(THYSANURA • LEPISMATIDAE)
JEAN FRANCOIS
Equipe de recherche associ6e au C.N.R.S. n°4231. Laboratoire de Zoologie, Facult6 des Sciences de la Vie, Boulevard Gabriel, 21.000-Dijon, France
Abstract--The hemocytes of Thermobia domestica adults, using normal and phase contrast microscopy, electron microscopy and histochemical techniques, show 3 different types whose characteristics are detailed: the plasmatocytes, the granulocytes and the coagulocytes. The role of these blood cells is discussed.
The hematopoietic organ is localised along the thoracic and abdominal vessel, between the pericardial cells and the dorsal diaphragm. The hematopoietic tissue consists of irregular cellular accumulations attached to the diaphragm; it consists of star-shaped reticular cells, fibroblasts and cellular islets formed by groups of hemo- cyte,; of the same types and same stages of differentiation. These cells form a weakly organized tissue, surrounded and packed by loose fibrillar network of connective tissue. The hemocytes differentiate within these islets, originating from the reticular cells, certain of which are phagocytic. This ensemble forms an hematopoietic organ, very similar to those described for the Orthoptera, Coleoptera and Diptera.
Index descriptors (in addition to those in title): Ultrastructure, histochemistry and types of hemocytes; hemocytopoietic tissue, hemocytopoiesis.
I N T R O D U C T I O N
ALORS QUE de nombreux chercheurs ont observ6 les cellules sanguines des Pt6rygotes (rdfdrences pr inc ipa lement dans Jones, 1962; Gupta , 1969; Gouin , 1970; Arnold , 1974), les hdmocytes des Apt6rygotes ont 6t~ peu 6tudids. Le prdsent t ravail appor te des pr~cisions sur la s tructure fine des diff6rentes cat6gories de cellules sanguines des Thysanoures . Si les h~mocytes de cet ordre ont dtd examinds fi l 'a ide du microscope pho ton ique par Bruntz (1908), Mi l l a ra (1947), G u p t a (1969), Price et Ratcliffe (1973), ils n ' on t jusqu ' ic i donn6 lieu fi aucune 6tude ul t ras t ructura le ou his tochimique particuli6re.
D ' au t r e par t une s6rie de t ravaux r6cents (Hoffmann, 1970; Akai et Sato, 1971 ; Zachary et Hoffmann, 1973; Brehelin, 1973; revue d 'ensemble dans Jones, 1962 et Arnold , 1974) ont precis6 la local isat ion et la physiologie des organes h6matopo'l '6tiques dans divers ordres d ' lnsectes . Mais jusqu 'h ce jour , aucun travai l n ' ava i t dt6 entrepris sur les organes h6matopo'f6tiques des Aptdrygotes , et l 'or igine pos tembryonna i re des hdmocytes de ces lnsectes restai t incertaine (Paclt, 1956). La nature h~matopo'/dtique des organes connus par les anciens anatomis tes sous le nora "d 'o rganes phagocytai res jux taca rd iaques" a &t6 r6cemment d6montrde (Hoffmann, 1970, 1972). C o m m e d ' au t re part Phi l ip tschenko (1907) et Bruntz (1908) avaient montr6 la pr6sence de tels organes chez les Thysanoures , nous avons cherchd h localiser les organes h6matopoi 'dt iques au niveau du d iaphragme dorsa l e t / t prdciser leur structure fine et 1cur fonc t ionnement chez un Thysanoure Ldpismat ide.
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M A T E R I E L E T T E C H N I Q U E S
Des adultes des deux sexes du Thysanoure L6pismatide Thermobia dornestiea (Packard). ( = Lepismodes inquilinus New.) ont 6t6 utilis6s.
1. Microscopie photonique Les h6mocytes ont 6t6 examin6s au microscope ~t contraste de phase, apr6s dilution de l 'h6molymphe
dans une solution physiologique selon la formule de Gupta (1969). Les frottis, apr6s fixation au Bouin, au Zenker et au formol-calcium, ont 6t6 color6s avec le panchrome de
Pappenheim, le May-Grfinewald-Giemsa, le bleu polychrome de Unna et la fuchsine de Ziehl. La localisation de l'organe hdmatopoi6tique a 6t6 r6alis6e par injection dans chaque individu de 0.25 t~l
d'encre de Chine dilu6e darts une solution contenant 0 . 9 ~ de NaCl, suivie d'une dissection de I'animal, afin de localiser les areas cellulaires capables de phagocyter cette substance. Cette technique sera justifide ult6rieurement.
Enfin la position de cet organe a 6t6 pr6cis6e aprbs fixation au Bouin alcoolique et r6alisation de coupes transversales it diffdrents niveaux du thorax et de l 'abdomen, color6es par la trichromique de Goldner ou l'azan de Hedenhain.
2. Etudes ultrastructurales
Apr6s une incision abdominale dorsale, le sang a 6t6 fix6 dans le glutarald6hyde /t 2 -2 -5~ (tampon cacodylate 0.054).1 M,/~ pH 7.4, additionn6 de 0.15 M sucrose) pendant 4 hr, centrifug6 b. 3000 tours/ran postfix6 dans le t6troxyde d'osmium ~t 1 ~ . Les culots de centrifugation ont 6t6 inclus dans l 'Epon-Araldite.
Pour l 'organe h6matopoi6tique, la pattie dorsale des segments abdominaux a 6t6 fix6e dans le glutarald6- hyde/~ 2-5 ~ (tampon cacodylate 0.1 M b_ pH 7.4, additionn6 de 0.1 M sucrose), ou par le m61ange glutarald6- hyde(3 ~)-paraformald6hyde(2~) dans le tampon cacodylate (0.08 M, pH 7.4). Apr6s postfixation dans le t6troxyde d 'osmium A 1 ~ (tampon cacodylate 0'1 M additionn6 de 0.3 M sucrose), les organes ont 6t6 inclus dans le m61ange Epon-Araldite.
Les coupes contrast6es par l'ac6tate d'uranyle suivi du citrate de plomb ont 6t6 observ6es avec les micro- scopes Hitachi HS 7S et HU 11 E.
3. Reeherches histoehimiques Apr6s fixation au Bouin et avec m61anges 6thanole-formol, formol-nitrate de plomb, les frottis d'h6mo-
cytes ont subi les r6actions histochimiques suivantes:APS (t6moin:amylase it 1 ~o pendant 1 hr dans le tampon phosphate/i pH 6.9), fuchsine parald6hyde, jaune alcian/t 1 ~ et bleu alcian b. 1 ~ ~_ pH 2-5 et 1.0, bleu de toluidine it 0.5 ~ it pH entre 4-6 et 2.6, r6action de Hale pour les mucopolysaccharides; al[oxane- Schiff, t6trazor6action, vert de m6thyle-pyronine et r6action de Hartig Zacharias pour les prot6ines; rouge Soudan et noir Soudan pour les lipides (t6moin :pyridine).
En microscopie 61ectronique, les polysaccharides ont 6t6 recherch6s /t l'aide des m6thodes de Thi6ry (1967).
Les 616ments du tissu conjonctif ont 6t6 pr6cis6s en traitant les coupes /~ la paraffine par les r6actions suivantes: APS et r6action argentaffine de Gomori pour la r6ticuline; orc6ine, orc6ine-picrofuchsine de Van-Gieson, fuchsine-parald6hyde (sans oxydation pr6alable) et bleu Owen pour l'61astine.
Les digestions enzymatiques avec l'hyaluronidase testiculaire (Mils Lab.), it la concentration de 0.5 mg/ml pendant 2 hr dans le tampon phosphate/t pH 5.5 et avec la sialidase (Koch-Light Lab.)/t la concen- tration de 30 U/ml pendant 6 hr darts le tampon phosphate/ t pH 5'5 ont 6t6 suivies des r6actions m6ta- chromatiques au bleu de toluidine b_ pH 4.6 et de la r6action au bleu alcian b. pH 2.5.
O B S E R V A T I O N S
Hkmocytes
Les d i f fErentes t e c h n i q u e s u t i l i s f e s : m i c r o s c o p i e en c o n t r a s t e de phase , c o l o r a t i o n s
p a n o p t i q u e s , r 6 a c t i o n s h i s t o c h i m i q u e s et a v a n t t o u t les o b s e r v a t i o n s r6al is6es h l ' a ide d u
m i c r o s c o p e 61ec t ron ique o n t p e r m i s de d i s t i n g u e r chez Thermobia domestica 3 types ce l lu-
l a i res : les p l a s m a t o c y t e s , les g r a n u l o c y t e s et les c o a g u l o c y t e s .
1. Plasmatocytes
S u r les f ro t t i s , ces ce l lu les s a n g u i n e s (Fig . l a ) s o n t sph6 r iques , e l l i p t iques o u f u s i f o r m e s ;
in vitro (Fig . 1 d) el les 6 m e t t e n t des p s e u d o p o d e s de l o n g u e u r var i6e . Ces cel lu les a m o e b o i d e s ,
o b s e r v 6 e s en c o n t r a s t e de phase , c o n t i e n n e n t de tr6s f ines i n c l u s i o n s r & r i n g e n t e s et des
Hemocytes et Organe Hematopoietique 479
vacuoles plus ou moins volumineuses (Fig. ld). Elles peuvent atteindre jusqu'h 30 t~m de longueur.
Le microscope 61ectronique r6v61e (Fig. 2), autour d'un noyau parfois lob6, un cytoplasme riche en ribosomes libres, et contenant un ergastoplasme et un appareil de Golgi d6velopp6s. Les mitochendries sont peu nombreuses et de petite taille. Le cytoplasme contient 6gale-
: : a : . b ! ~ I I
, : lp
FIG. 1. H~!mocytes de Thermobia domestica. (a-c) : Coloration de May-Gr/Jnewald ; (d-e): contraste de phase, a: plasmatocyte; b: granulocyte (spherule cell); c: coagulocyte; d: plasmatocyte; e:
granulocyte; f: coagulocyte (-+: coagulation de l 'h6molymphe apr~s 3 ran). Echelle: 10 t~. FIG. 2. Plasmatocyte, avec son ergastoplasme (er) d6velopp6, des granules denses (gd) de faible
diam6tre, et un phagosome (ph). ( × 14,000.)
480 JEAN FRANCOIS
ment des microtubules localis6s/~ la p6riph6rie, et quelques granules denses aux 61ectrons et toujours de faible taille (0.15 t~m de diam6tre). Des vacuoles phagocytaires, au contenu h6t6rog6ne avec parfois des d6bris cellulaires reconnaissables, sont remarquables.
Les r6actions histochimiques montrent un cytoplasme basophile, APS positif, ainsi que la pr6sence de granules alcianophiles/t pH 2.5 et m6tachromatiques (/3) (Tableau 1), ainsi que la presence de rares gouttelettes soudanophiles extraites par la pyridine. Les digestions enzymatiques affectent totalement l'alcianophilie et partiellement la m6tachromasie des granules.
2. Granulocytes
Ces cellules sont arrondies ou elliptiques sur les frottis (Fig. lb). Leur longueur varie entre 20 et 30 /xm et leur largeur atteint 15 t~m. Ce type hdmocytaire se reconnait grace /t la prdsence de granules de taille variable, rdpartis dans tout le cytoplasme. In vitro ces cellules se singularisent par les nombreux granules denses rdfringents (Fig. le)et l'absence de modifications importantes au cours de l'observation. Elles peuvent dmettre de courts pseudopodes.
L'~tude ultrastructurale montre un noyau arrondi ou ovale, central, pourvu d'une chromatine dispos6e en motte ~ la p6riph~rie (Fig. 3). Ces h~mocytes poss6dent un ergasto- plasme peu d~velopp6, des mitochondries et des microtubules peu nombreux. Les granulo- cytes se reconnaissent ~ la pr6sence de nombreux granules, limit6s par une membrane, arrondis ou anguleux, et r6partis dans tout le cytoplasme (Fig. 3). La taille de ces granules non structures, remplis par une substance tr6s dense aux 61ectrons et homog6ne, varie g~n6ralement entre 0.15 ~m et 1 /~m. On rencontre plus rarement des h6mocytes contenant des granules de grande taille, atteignant 2 ~m de diam6tre, masquant le noyau et donnant un aspect particulier de morula fi la cellule (Fig. lb). Ce type cellulaire ne montre pas de signes de macrophagie.
Ces granules (Tableau 1) sont APS positifs, alcianophiles/t pH 2.5 et m6tachromatiques (m6tachromasie 13) avec le bleu de toluidine jusqu'h pH 3.4. lls r6agissent vis-/t-vis des r6actions de Hale, ~ la fuchsine-parald6hyde (FPA) et des r6actions de d6tection des prot6ines. Le bleu et le jaune alcian, ainsi quele bleu de toluidine ~t bas pH sont sans action. L'incubation dans la sialidase et l'hyaluronidase r6duisent, sans l'annuler, l'alcianophilie et la m6tachromasie des sph~rules.
3. Coagulocytes
Les dimensions de ces hdmocytes sont identiques ~ celles des granulocytes. Avec les mdthodes hdmatologiques classiques (Fig. lc), il est difficile de les distinguer des granulo- cytes. Par contre, in vitro, ils montrent des granules r&ringents, plus petits que ceux des granulocytes et de taille plus homog6ne, irrdguli6rement rdpartis, ainsi que quelques vacuoles. Ces cellules, contrairement aux 2 catdgories prdcddentes, subissent des modifications lorsqu'on les observe dans un milieu d6pourvu d'anticoagulant:au bout de 2 ~ 5 mn., l'h6mocyte se vacuolise fortement, le cytoplasme semble se contracter autour du noyau (Fig. l f), tandis que l'hdmolymphe coagule autour de l'hdmocyte.
Le microscope ~lectronique rdv61e un cytoplasme fiche en ribosomes libres, avec des mitochondries peu nombreuses et un ergastoplasme mod6rdment ddveloppd. Les granules, spMriques ou elliptiques, atteignant 1 >m diam6tre, montrent des aspects remarquables. On distingue 4 types (Figs. 4, 5, 8, 13):
(1) des granules homog6nes, denses aux dlectrons, rappelant ceux des granulocytes;
H e m o c y t e s et O r g a n e H e m a t o p o i e t i q u e
Ta, BLEAU I : RI~ACTIONS HISTOCHIMIQUES DES HI~MOCYTES DE THERMOBIA DOMESTICA.
Fro. 3, Granulocyte, avec ses granules denses homog~nes (gd); l 'ergastoplasme (er) est peu d6velopp6. ( x 10,500.)
FJG. 4. Coagulocyte, avec ses granules denses homogSnes (gd) et ses granules h6t6rogbnes (gh) caract6ristiques; noter la pr6sence d 'un phagosome (ph). ( × 10,000.)
Hemocytes et Organe Hematopoietique 483
(2) des granules contenant une substance homog~ne, granuleuse, mod6r6ment dense aux 6lectrons;
(3) des granules h6t6rog6nes, avec une zone centrale ou lat6rale dense, le reste &ant occup6 par une substance granuleuse homog6ne;
(4) des granules structur6s, caract6risds par la prdsence de tubules group6s en faisceaux parall61es, de 150 A de diam6tre, et espac6s de 400/~ environ (Fig. 5b). Ces faisceaux de tubules occttpent habituellement la p6riph6rie du granule, dont le reste est constitu6 par une substance finement granuleuse, mais ils peuvent 6galement occuper la totalit6 du granule structur& On remarquera que tous les types interm6diaires, entre le type 2 et le type 3, et entre le type 2 et le type 4 ont 6t6 observds. On notera enfin (Figs. 4, 8) la pr6sence de phago-lysosomes contenant des d6bris cellulaires.
Les carac{ares histochimiques des granules de ces cellules sont identiques 5' ceux des granulocytes, (Tableau 1). Avec la mdthode de Thi6ry (AP-TCH-PA), ils sont le si6ge d'un ddpot de grains d'argent (Fig. 5 c), m~me avec une oxydation non periodique 5. l 'eau oxygdn~e.
En dehor~ de ces cellules on observe rarement sur les frottis des cellules arrondies, rapport nucl6o-cytoplasmique 61ev6, au cytoplasme basophile, que nous interpr6terons ult6rieurement.
Enfin nous n'avons pas observ~ darts l 'h6molymphe circulante des h~mocytes en voie de division ou des amas isog6niques de cellules en cours de differentiation.
Organe h~matopoi~tique
Dans la partie dorsale du thorax et de l 'abdomen, on remarque des accumulations irr6guli~res de cellules. Elles sont accol6es aux faces sup6rieures et inf6rieures du diaphragme dorsal (Figs. 6, 7) de chaque cot6 du tube cardiaque, au-dessous des amas des cellules p~ricardiales, juxtacardiaques et du cordon adipeux dorsal. Chez Thermobia le diaphragme dorsal est enti6rement conjonctif (Figs. 8, 10), d6pourvu de muscles aliformes. II forme un r6seau l~.,zhe tendu obliquement entre le coeur et le tergite. II n'existe pas deux organes h~matopoi~tiques situ6s de part et d 'autre du diaphragme, mais un seul organe dont des 616ments cel[ulaires sont dispos6s 5' travers les mailles du diaphragme. Les dissections et les coupes histologiques ont montr6 que ces amas cellulaires s'6tendent depuis le m~sothorax jusqu'au huiti~me segment abdominal. Ces amas cellulaires qui s'effilochent lat6ralement ont quelquefois des liaisons, par l'interm6diaire de leur gaine conjonctive, avec le vaisseau dorsal ou avec les cellules p6ricardiales qui forment des amas arrondis toujours bien dis- tincts et structur6s au-dessus de ce tissu l~.che.
Vd cp mid
D FlG. 6. Coupe transversale au niveau d'un segment abdominal ant~rieur de Thermobia do mestica. Abr6viatic,ns utilis6es dans la figure: Ad: corps adipeux; D: diaphragme dorsal; cp: cellules p6ricardiales; E: 6piderme; mld: muscle longitudinal dorsal; Oh: organe h6matopoi6tique;
FIG. 7. Organe h6matopoi6tique. Coupe semi-fine (azur II-bleu de m6thylbne) montrant l'organe h6matopoi6tique s'6tendant le long du diaphragme dorsal (D), de part et d'autre du vaisseau
dorsal (Vd) et au-dessous du tissu adipeux (Ad); mid: muscle longitudinal dorsal. ( 540.)
L '6 tude ul t ras t ructura le des cellules dispos6es le long du d iaphragme montre les com- posants suivants :des cellules r6ticulaires, des h6mocytes 5.diff6rents stades de diff6rentia- t ion et des f ibroblastes; ces cellules se regroupent au sein d 'une t rame conjonctive.
Les cellules r6ticulaires sont remarquables par leurs d ig i ta t ions extr6mement ramifi6es (Figs. 8, 9, 10, 13, 14) et sinueuses. Tr6s polymorphes , elles sont pourvues de mi tochondr ies de peti te taille et peu nombreuses, d ' un ergas toplasme et d 'un apparei l de Golgi peu d6velopp6s. Par contre les r ibosomes libres sont tr6s abondants . En plus elles cont iennent des vdsicules, des corps denses et des phagosomes (Fig. 10). Cette activit6 macrophag ique est confirm6e par les injections d 'encre de Chine, les part icules de ce corps se re t rouvant
Hemocytes et Organe Hematopoietique 485
FIG. 8. Vue d'ensemble de I'organe h6matopoi6tique. Les cellules r6ticulaires (R) sont au-dessus du diaphragme dorsal (D), et les ilots h6mocytaires (H)en-dessous. Noter la gaine conjonctive (C)
Ifiche. Le tissu adipeux (Ah) est en haut et 5_ gauche. (× 4,100.)
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FiG. 9. Cellules r6ticulaires. Noter les h6midesmosomes (~-), ainsi que la pr6sence de desmosomes (d). En has: h6mocytoblaste (granulocyte). (× 4,500.)
FIG. 10. Cellule r6ticulaire reli6e au diaphragme dorsal (D) et au conjonctif (C) par des h6mi- desmosomes (-~); noter la pr6sence de phagosomes (ph). (× 6.000.)
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FIG. 11. H,~mocytoblaste, avec I'apparition des granules caract6ristiques; le cytoplasme est riche en ribosomes libres. ( x 9,000.)
FIG. 12. Granulocyte en cours de maturation. Noter la formation des granules (~) ~_ partir des complexes golgiens (G). ( × 11,000.)
dans les celhdes r6ticulaires. Ces cellules poss6dent entre elles des l iaisons de type macula adherens (Fi~l. 9). Elles sont reli6es 5_ la t rame conjonct ive (Figs. 8, 9, 10) et au d iaphragme dorsa l (Fig. 10) par des h6midesmosomes localis6s 5_ l 'extr6mit6 des digi ta t ions ramifi6es.
Des cellules r6ticulaires mont ren t des figures de mitose et vont donner les cellules-souches (h6mocytoblastes) des h6mocytes. Les h6mocytoblas tes sont caract6rit6s pa r un r appor t nucWo-cytoplasmique 61ev6, un cy toplasme tr~s riche en r ibosomes libres, la d ispar i t ion
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des figures de macrophagie, la persistance d'un contour 6toil6 ou ramifi6 et l 'apparition des granules caract6ristiques (Figs. 9, 11). Les granules des granulocytes et des coagulocytes semblent provenir de la coalescence de v6sicules issues de l 'appareil de Golgi (Fig. 12). La diff6rentiation se continue par des mitoses aboutissant /L des ilots isog6niques re- groupant des h~mocytes de m6me cat6gorie (plasmatocytaire, granulocytaire et coagulo- cytaire) au m6me stade de maturation (Figs. 8, 19). Chez ces h6mocytes les citernes de l 'ergastoplasme et les complexes golgiens deviennent plus apparents; en m~me temps la cellule s 'arrondit et perd ses digitations (Fig. 8).
L'enveloppe conjonctive engainant les cellules r6ticulaires et les ilots h6mocytaires en cours de diff6rentiation est form6e par une trame tr~s lfiche et irr~guli6re, sans limite nette. Elle comprend un r6seau de lamelles effiloch6es (Figs. 8, 9, 10, 13, 14) enchev~tr6es, en- serrant les cellules r6ticulaires et les ilots h6mocytaires, sans former de capsule structur6e. Ce r6seau est forms par une substance mod6r6ment dense, amorphe ou d'aspect feutr~, qui se densifie au niveau des h6midesmosomes des cellules r6ticulaires (Figs. 8, 9, 10). Trois types de fibrilles parcourent cette trame conjonctive: des faisceaux de fibrilles (Fig. 14a) pr6sentant l'aspect et la p6riodicit6 typique du collag~ne; des fibrilles tr6s fines, n'exc6dant pas 100/~ de diam6tre, poss6dant la m~me p~riodicit~; (660/~) et formant l'esentiel de la trame fibrillaire l~che enserrant les cellules; enfin des faisceaux rectilignes de grand dia- m6tre (jusqu'/t 0.4 /xm), form6s d'un axe entour6 de microfilaments, Nous interpr6tons les premiers faisceaux, formant une trame A.P.S. positive et argyrophile, comme des 616ments de r6ticuline, et les derniers faisceaux, color,s par Forc6ine, la fuchsine-parald~- hyde et le bleu Owen, comme des fibres ~lastiques.
Enfin, localis6es le plus souvent sur la marge de l 'organe h6matopof6tique ou au voisinage du diaphragme dorsal se trouvent des cellules (Fig. 15) poss6dant un ergastoplasme tr6s d6velopp6, d6pourvues de granules et de phagosomes: nous les interpr6tons (Francois. 1973) comme des fibroblastes.
D'autre part en dehors de cet organe il existe selon Barth (1963) un tissu h6matopoi6tique au niveau du filum terminale chez les Thysanoures. Nous n'avons rien observ~ de tel sur les coupes histologiques de Thermobia, sinon un 6pithelium banal associ6 /t des cellules sensorielles nombreuses/L l'int6rieur du ilium terminale.
Enfin nous avons constat6 que l 'organe h6matopo~'6tique dorsal est toujours pro!sent, quel que soit le stade du cycle de mue.
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Hdmocytes La pr6sent 6tude, qui a fait l 'objet d'une publication pr61iminaire (Francois, 1974), en
combinant les m6thodes h6matologiques et histochimiques avec une 6tude ultrastructurale, nous a permis de distinguer trois types cellulaires distincts.
Le premier type, au cytoplasme basophile, caract6ris6 par son polymorphisme, son pouvoir de phagocytose et Fabsence de granules est incontestablement un plasmatocyte, connu 6galement dans la litt6rature sous les noms de podocyte, fusiformocyte, cellule vermiforme, phagocyte (p. parte), amoebocyte, et plasmacyto'fde, ll n'est pas sans int6rfit de noter qu'entre le plasmatocyte et le fibroblaste il existe une certaine analogie d'aspect, due en particulier au d~veloppement non n~gligeable de Fergastoplasme. Nous inter- pr~terons les rares cellules ~ rapport nucl6o-cytoplasmique 61ev6 observ6es sur les frottis ou in vitro (proh6mocytes auctorum) comme des plasmatocytes en cours de diff6rentiation.
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FIG. 13. Amas d'h6mocytes diff6renci6s (coagulocytes). On distingue ~_ gauche des cellules r6ticu- laires. (R), ainsi que des faisceaux de fibres 61astiques (e) du diaphragme. (× 6,000.)
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Fie. 14. Gaine conjonctive. (a): Fibrilles de collag~nes (e) et d'61astine (e) entre les cellules r6ticul- aires (R). (x 11,000.) (b): Fibrilles de collag6ne (c) de 100 ~ de diam6tre. (x36.000.)
FIG. 15. Fibroblaste avec son ergastoplasme (er) tr6s d6velopp6. (x 11,000.)
Au d6but de notre 6tude, en uti l isant seulement le microscope photonique, nous distin- guions des h6mocytes h sph6rules, des granulocytes et des coagulocytes (cystocytes). L'~tude de la structure fine de ces cellules sanguines nous a permis de ramener les diff@ents h6mocytes h granules ~ deux types: les granulocytes s.str, et les coagulocytes.
Hemocytes et Organe Hematopoietique 491
Le second type, ou granulocyte, comprend pour nous tous les h6mocytes d6pourvus de pouvoir phagocytaire et poss6dant uniquement des inclusions denses, homog~nes, de taille tr6s variable. Lorsque les granules atteignent des dimensions 61ev6es, ils procurent/~ la cellule l'aspect particulier connu dans la litt6rature sous le nom d'h6mocyte ~ sph6rules (spherule cells, spherulocyte). Nous estimons que les "spherule cells" d6crites part Gupta (1969) et Price et Ratcliffe (1974) chez d'autres esp6ces de Thysanoures pourraient ~tre des granulocytes. I1 semble que cette confusion ne se limite pas aux Thysanoure, mais pourrait bien avoir 6t~ faite dans d'autres ordres d'Insectes par diff6rents auteurs (Arnold, 1974).
La derni6re cat6gorie cellulaire se singularise par ses granules structur6s et les modifica- tions que ces h6mocytes subissent au cours de la coagulation. Ces caract6res ainsi que l'histologie et la physiologie compar6es (Hoffmann, 1969; Gregoire, 1974) permettent de la consid6rer comme un coagulocyte. Les relations existant entre les diff6rentes cat6gories de granules, leur r61e exact ne sont pas encore parfaitement 61ucid6s (pr6m61anosomes pour Taylor, 1969 et Hagopian, 1971; aggr6gations de mol6cules de chitinase pour Deutsch et Landureau, 1970). Cette cellule poss6de, comme le plasmatocyte, un pouvoir phagocytaire. Lai-Fook (1973) et Neuwirth (1973, 1974) ont d6crit chez les L6pidopt6res des "h6mocytes granulaires" fi pouvoir phagocytaire, qui semblent 6tre, d'apr6s leur aspect ultrastructural, des coagulocytes.
On remarquera que si Gupta (1969) a observ6 des coagulocytes chez les Thysanoures L~pismatides, Price et Ratcliffe (1974) ne les ont pas vus chez les Machilides. D'une faqon g6n6rale, une certaine confusion r6gne encore dans les diverses classifications propos6es (Wiggleswor~;h, 1959; Jones, 1962; Gupta, 1969; Hoffmann, 1969; Gouin, 1970; Arnold, 1974). En pa~rticulier les crit6res permettant de s6parer les diff6rents "h6mocytes ~t granules" ne sont pas encore nettement pr6cis6s. Enfin nous n'avons pas not6, que ce soit sur les frottis ou d~Lns les culots de centrifugation, la pr6sence d'oenocytoides. Si pour Gupta (1969) et pour nous-m~me cette cat6gorie h6mocytaire n'a pas 6t6 observ6e chez les L6pis- matides, elle est pr6sente selon Price et Ratcliffe (1973) chez les Machilides.
Chez Therrnobia, les diff6rentes r6actions histochimiques montrent que les granules ont en gros des caract6ristiques identiques: ils doivent contenir des prot6ines associ6es ~. un composant rnucopolysaccharidique acide non sulfat6, avec des fonctions carboxyles. Les digestions enzymatiques semblent 6galement indiquer la pr6sence de sialomucines et d'acide hyaluronique. Les r6actions AlaS, positives m~me apr6s digestion enzymatique, indiquent la pr6sence de mucoprot6ines ou de mucopolysaccharides neutres. Ces quelques r6actions montrent la complexit6 du point de vue chimique des granules des h6mocytes chez Thermobia. I1 est difficile, avec les colorations panoptiques classiques ou avec les tests histochimiques utilis6s dans le pr6sent travail, de s6parer nettement les granulocytes des coagulocytes. I1 nous parait enfin actuellement pr6matur6 de comparer les caract6res histochimiques des cellules sanguines de Thermobia ~ ceu× d'autres lnsectes; des r6sultats incomplets, variables et quelquefois contradictoires ont 6t6 obtenus par Vercauteren et Aerts (1958), Ashhurst et Richards (1964), Gupta et Sutherland (1967), Arnold et Salkeld (1967), Hoffmann (1969), Lai-Fook (1973) et Neuwirth (1973) sur des h6mocytes dont l 'appartenance ~ un type bien pr6cis est quelquefois incertaine.
Tissu h~matooo~tique
Les recherches faites chez les Saltatoria (Hoffmann, 1970, 1972), les Dipt~res (Arvy, 1953; Cross]ey, 1964; Zachary et Hoffmann, 1973), les Col6opt~res (Brehelin, 1973) utilisant soit les donn6es histologiques, soit les r6sultats exp6rimentaux (isolement par
492 JEAN FRANCOIS
ligature, irradiation par rayons X, activation par hdmorragie) ont nettement montr6 la pr6sence d'organes hdmatopoi6tiques dorsaux. A la suite de cette 6tude nous affirmons qu'au voisinage des cellules p~ricardiales ddcrites par Gabe et al. (1973) il existe chez les Thysanoures un organe h6matopoidtique, confondu auparavant avec les cellules pdri- cardiales. La localisation de ces organes semble identique chez tous les Insectes dtudids. k 'organe hdmatopo'~dtique est plac6 au niveau du diaphragme dorsal, de part et d 'autre du coeur; ou bien il s'~tend tout le long de l 'abdomen chez Locusta et Thermobia, ou bien il se Iocalise aux extrdmit6s abdominales ant6rieures chez Gryllus et post6rieures chez Calli- phora. Nous avons dit pr6c6demment (p. 487) notre opinion sur les observations de Barth I1963).
En dehors de ce tissu juxtacardiaque, des organes hdmatopo'/6tiques larvaires transitoires, disparaissant au moment de la mue nymphale, ont 6t6 d6crits/t la base des disques alaires chez les L6pidopt6res, H6mipt6res, Col6optdres, ou encore au niveau des masses adipeuses thoraciques et abdominales des Hym6nopt~res (revue dans Jones, 1962 et Arnold, 1974).
Une comparaison entre les diff6rents organes hdmatopoidtiques dorsaux montre, chez les lnsectes, une structure /i peu pros identique: fondamentalement, ils poss6dent des cellules rdticulaires. Nous confirmons les observations de Philiptschenko (1907) et de Bruntz (1908) concernant le pouvoir phagocytaire et l'activit6 macrophagique de ces cellules. Ees cellules rdticulaires sont/t l'origine des h6mocytoblastes, qui par division vont donner ensuite des ilots d'h6mocytes en cours de diff6rentiation. Les amas d'h6mocytes que nous avons ddcrits doivent rester dans un premier temps dans la trame conjonctive. Ils doivent gagner ensuite l 'h6molymphe circulante du sinus dorsal ou de la cavit6 g6n6rale sous-diaphragmatique. Les cellules r6ticulaires de Thermobia rappellent ~. la lois les cellules r~ticulo-histocytaires primitives et les cellules rdticulaires phagocytaires des organes hdmatopoi6tiques d'autres groupes zoologiques, en particulier de ceux des Vertdbr6s.
La gaine conjonctive prdsente, dans les diffdrents ordres d'lnsectes 6tudids, une homo- g6n6it~ de structure. Si la prdsence de fibroblastes n'a pas 6t~ jusqu'ici signalde, il n'est pas sans intdr6t de noter que les cellules corticales ddcrites par Hoffmann (19701) chez Grvllus pourraient avoir une fonction fibroblastique. Enfin un tissu conjonctif similaire, associant fibres collag6nes et 61astiques, a 6t6 ddcrit au voisinage du tube cardiaque chez les Ldpi- doptdres par Locke et Huie (1972).
Nous ne savons pas si au cours d'une h~morragie exp6rimentale, les cellules rdticulaires et les h~mocytoblastes sont lib6r6s et se divisent darts l 'hdmolymphe, ou s'il se produit in situ une stimulation de l 'organe avec augmentation des mitoses.
On salt que les Thysanoures sont des Insectes qui muent tout au long de leur existence. Cel/l explique probablement la pr6sence et la persistance de l 'organe hdmatopoidtique aussi bien chez les stades juveniles que chez les stades adultes.
En ddfinitive, cette ~tude ddmontre la prdsence l 'organes h6matopoi~tiques chez les Thysanoures. Elle renforce l'analogie existant entre les organes h6matopoidtiques des Insectes et des Vert6br6s. Dans ces deux groupes zoologiques on retrouve la marne structure (cellules rdticulaires au sein d'un stroma conjonctif) et la marne physiologie (mode de ddveloppement des h6mocytes).
Les organes h6matopoidtiques n 'ont pas 6t6 ~tudids chez les autres Apt6rygotes: il est probable que les "organes phagocytaires" d6crits par Feustel (1959) chez les Collemboles sont, en partie, des organes h6matopoi~tiques.
Le type diffus de l 'organe h6matopo'fdtique chez Thermobia rappelle celui d6crit chez Locusta migratoria (Hoffmann, 1970), Calliphora erythrocephala (Zachary et Hoffmann,
Hemocytes et Organe Hematopoietique 493
1973) et M e l o l o n t h a me lo lon tha ( B r e h e l i n , 1973). N o u s p e n s o n s q u e ce t ype p o u r r a i t
r e p r 6 s e n t e r u n t ype p r imi t i f , a lo r s q u e celui de Gryl lus b imacu la tus ( H o f f m a n n , 1970),
avec son o r g a n i s a t i o n en c o r t e x et m e d u l l a r a p p e l a n t celle des Ver t6b r6s , se ra i t u n type plus
dvolu6. En c o n c l u s i o n , ce t t e 6 tude a p e r m i s de g r o u p e r les h d m o c y t e s de Thermob ia d o m e s t i c a
en q u e l q u e s ca t6go r i e s d i s t inc tes , c o n c l u s i o n qu i r e j o i n t celles d ' H o f f m a n n (1969) et de
G u p t a (1969). Ce t r ava i l m o n t r e 6 g a l e m e n t l ' un i td r 6 g n a n t d a n s la l oca l i s a t i on , la cons t i -
t u t i o n et la p h y s i o l o g i c de ces o r g a n e s h 6 m a t o p o i d t i q u e s .
Remerciement~--Nous remercions Monsieur le Professeur Noirot pour ses pr6cieux conseils. Nous remer- cions 6galement Mesdames Quennedey et Curie pour leur collaboration technique.
B I B L I O G R A P H I E
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