/. Embryol. exp. Morph. Vol. 33, 3, pp. 535-552, 1975
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Printed in Great Britain
Le role du systeme nerveux
au cours de la regeneration du bras chez une Etoile
de mer: Asterina gibbosa Penn.
(Echinoderme, Asteride)
Par MICHEL HUET 1
Laboratoire de Biologie Animate - Universite Paris-Sud
(Directeur: Prof. 77?. Lender)
SUMMARY
In Asterina gibbosa regeneration of a cut-off arm tip cannot occur if the radial nerve has
been removed. This regeneration needs the presence of the oral nerve ring connected with the
radial nerve intact up to the level of the wound tissues. The oral nerve ring can be considered
as a central nervous system. Exposure of the radial nerve to irradiation induces a delay in
regeneration. These data suggest there is a stimulation from the oral nerve ring up to the
wound tissues. When the tissues involved in regeneration, except for the radial nerve, have
been destroyed by irradiation, regeneration is inhibited. Stimulation by a healthy radial nerve
is necessary to maintain differentiation and growth of the blasternal cells. The amount of
blasternal growth and differentiation depends on the time when the radial nerve ceases to
stimulate regeneration. The action of the nervous system is needed throughout the whole
course of regeneration.
INTRODUCTION
Dans de nombreux groupes zoologiques, on a pu montrer que la presence du
systeme nerveux est necessaire pour que la regeneration se deroule normalement.
En ce qui concerne les resultats d'experiences faites, chez les Echinodermes,
ceux-ci peuvent etre classes en deux groupes:
Pour certains chercheurs, le systeme nerveux est necessaire a la regeneration.
King (1898), Przibram (1901), Valentine (1926) expliquent ainsi la regeneration
de la partie aborale du test chez les Crinoides et les Asterides a partir de la
region orale. De meme la regeneration du bras chez les Ophiures, pour Morgulis
(1909, 1912), est liee a la presence du nerf radial au niveau de la blessure, que
le nerf soit ou non en relation avec l'anneau oral.
Pour d'autres comme Goldfarb (1909) et Schapiro (1914), la regeneration,
chez les Asterides, a lieu independamment de l'intervention d'elements nerveux.
Chez Asterina gibbosa, la regeneration du bras peut etre provoquee par son
1
Adresse de Vauteur: Laboratoire de Biologie Animate, Universite Paris-Sud, Centre
d'Orsay, 91405, Orsay, France.
536
Fig. 1. Schema d'une coupe sagittale d'un bras d'Asterina montrant la position du
greffon, Je niveau d'amputation du bras et d'excision des podia. Ao, anneau nerveux
oral. C, ccelome. Car, canal ambulacraire radial. Co, cupule oculaire. Ep, epiderme.
Gr, greffon. H, sinus hemal. Nr, nerf radial. Or, organe visuel. P, podia. Pa, paroi
aborale. Pap, papule. Pld, plaque dermique. P.or, paroi orale. 77, tentacule terminal.
, Niveau d'amputation du bras et d'excision des podia. V, limites du greffon.
amputation. Or celle-ci entraine la section du nerf radial qui parcourt son axe
longitudinal. D'autre part, l'analyse histologique de cette regeneration (Huet,
1972) montre la presence d'elements nerveux, issus du nerf radial, meles aux
cellules qui participent a la reconstitution du territoire excise du bras.
On peut done se demander si le systeme nerveux intervient au cours du
deroulement de la regeneration du bras. L'objet de notre etude est d'eclaircir
trois points qui nous paraissent correspondre a l'essentiel de ce probleme:
- Peut-on affirmer que la presence du nerf au niveau des tissus de la zone
d'amputation du bras est necessaire pour que la regeneration ait lieu ?
- A u niveau de quelles sequences l'intervention du nerf se situe-t-elle au
cours de la regeneration? Existe-t-il un stade, dans revolution du regenerat, a
partir duquel celui-ci se trouve emancipe de l'influence nerveuse et peut poursuivre seul son developpement ?
- Quelles sont les conditions pour que Faction du nerf puisse s'exprimer?
MATERIEL ET METHODES
Les donnees concernant le mode d'elevage et les caracteristiques du materiel
utilise ont ete precisees dans un precedent travail (Huet, 1972). Dans le cadre
de cette etude, nous avons ete amene a pratiquer des autogreffes par pose, sur
le traiet du nerf radial d'un des bras, d'un greffon preleve sur la paroi aborale
La regeneration du bras chez Asterina
537
d'un second bras d'une meme Asterie. Les Asteries greffees doivent etre gardees
a la temperature de 4 °C pendant 24 a 48 h avant d'etre replacees dans les cuves
d'elevage. On evite ainsi le deplacement du greffon. II est necessaire d'operer
sur des animaux a jeun. Beaucoup d'echecs sont dus a des phenomenes d'evisceration qui provoquent le rejet du greffon.
Dans le cas d'irradiation, les tissus du bras sont soumis successivement,
compte tenu de la structure et de l'epaisseur du test, a Faction des rayons X par
les faces orale et aborale. Le nerf radial constitue une cible de faible epaisseur
qui ne necessite qu'une seance d'irradiation. La dose recue par les differents
tissus de la paroi du bras ou du nerf est de 40000 et 30000 rads (Huet, 1972).
Le nerf radial doit etre decolle de la paroi orale du bras avant de proceder
a son irradiation. II est ensuite remis en place et y est maintenu a l'aide de fines
baguettes de verre.
Dans tous les types d'experiences, on provoque la regeneration par amputation de l'extremite distale du bras et excision de l'ensemble des podia de la region
proximale de ce meme bras (Fig. 1). Les observations histologiques sont
effectuees sur coupes pratiquees dans le plan medio-sagittal du bras.
RESULTATS
I. Necessite du systeme nerveux pour la regeneration
Avant d'entreprendre l'expose de l'analyse experimental, nous donnerons
un bref apercu de l'anatomie du systeme nerveux des Asterides pour en faciliter
la comprehension.
A. Anatomie du systeme nerveux des Asterides
Les donnees les plus anciennes que nous possedons a ce sujet nous sont
fournies par Mueller (1850a, b) qui reconnait la nature nerveuse de structures
precedemment decrites comme vaisseaux oraux etradiaux parTiedemann(1815).
En 1876, Lange decouvre l'existence d'elements nerveux du systeme hyponeural.
Si Hamann (1883, 1885) et Cuenot (1887) nous ont apporte une premiere vue
d'ensemble du systeme nerveux, c'est a Smith (1965) que nous devons la synthese
de l'etat actuel de nos connaissances exposee dans un ouvrage de Bullock et
Horrige ou cet auteur a rassemble des observations faites par lui-meme et
differents chercheurs a ce sujet.
Les Asterides possedent:
- u n systeme nerveux profond ou hyponeural, de nature motrice (Smith,
1946, 1950). II est represente par les nerfs de Lange (1876) et par les nerfs
lateraux. Ses elements sont en relation notamment avec les podia, les papules
et la paroi du test.
- un systeme nerveux superflciel ou oral, de nature sensitive (Smith, 1937).
II comprend un anneau nerveux de forme pentagonale, autour de l'orifice oral,
538
M. HUET
FIGURE 2
Le systeme nerveux et la regeneration.
Dissection du systeme nerveux superficiel montrant l'anneau nerveux oral et les cinq
nerfs radiaux. La photographie est celle de la face interne qui se trouve accolee
directement a la paroi orale du disque et des bras.
La regeneration du bras chez Asterina
539
d'ou rayonnent cinq nerfs radiaux en direction des bras. Chaque nerf radial
parcourt le bras oralement et suivant son axe longitudinal (Fig. 2).
A Pextremite de ce bras, le nerf radial est en liaison avec un organe visuel
constitue par un ensemble de petites cupules oculaires pigmentees.
Ce systeme superficiel est en liaison, par Pintermediaire d'un plexus nerveux
sous epidermique, avec des cellules bipolaires distributes parmi les cellules de
Pepiderme (Meyer, 1906; Smith, 1937).
Remarquons que dans toutes leurs experiences, les chercheurs qui nous ont
precede n'ont pris en consideration que le systeme nerveux superficiel. Ce sera
egalement le cas pour l'ensemble de nos experiences; ainsi nous pourrons
comparer des resultats obtenus a partir de donnees experimentales identiques.
B. Mise en evidence de Vaction du systeme nerveux
Chaque fois qu'on ampute un bras, le nerf radial est present au niveau de la
blessure et la regeneration s'effectue normalement. L'etude descriptive de cette
regeneration a montre qu'apres cicatrisation de la blessure, un blasteme se
forme par accumulation de cellules qui, par multiplication et differentiation,
donnent naissance au regenerat, chaque feuillet gardant sa specificite (Huet,
1972).
Pour connaitre Petat devolution des tissus de Pextremite amputee d'un bras,
en Pabsence de nerf, nous avons choisi de faire Pobservation histologique de
regenerats denerves au moment de Pamputation et ages de trois, sept et trente
jours. Ces temps de regeneration correspondent, en effet, a la mise en place du
blasteme, a Papparition des premieres differentiations et a Pobtention d'un
regenerat ocule.
Le nerf radial est excise sur les deux tiers distaux du bras. Un greffon est
enclave dans la paroi orale du bras opere, en avant de Pextremite sectionnee
du nerf et perpendiculairement a celui-ci. II s'oppose a la regeneration du nerf.
La prise de greffe est realisee vers le second jour qui suit l'operation. Le bras
est ampute de son extremite. Les podia sont sectionnes a leur base.
1. Etat d'un regenerat aneurogenique age de trois jours (Fig. 3 A). La cicatrisation de la blessure est bonne. La lame epidermique est continue, mais elle
apparait mal etalee. Sous cet epiderme, des cellules se sont accumulees constituant un blasteme, mais celui-ci est plus petit que la normale. Ses cellules qui
se trouvent associees a de nombreux debris cytoplasmiques presentent un etat
d'organisation mediocre. II apparait que la persistance d'un etat inflammatoire
a perturbe la mise en place d'un blasteme tel qu'il se presente sur un bras
temoin. L'activite cellulaire parait normale au niveau du derme ou les divisions
sont bien visibles.
2. Etat d'un regenerat aneurogenique age de sept jours (Fig. 3B). Entre
P epithelium cicatriciel et les tissus du moignon, le bouchon de cicatrisation ne
s'est pas encore totalement resorbe. Les cellules qui ont participe a la formation
du blasteme ont conserve leur aspect fibroblastique et polymorphe. Leur
34
EMB
33
540
M. HUET
200 //m
3D
La regeneration du bras chez Asterina
541
cytoplasme est peu colorable. L'etat d'organisation du regenerat est peu avance
et aucun signe de differentiation n'est visible. L'activite mitotique qui s'etait
manifested immediatement apres l'amputation s'est ralentie pour devenir
pratiquement nulle.
3. Etat d'un regenerat aneurogenique age de trente jours (Fig. 3C). L'etude
histologique, apres un mois, montre que la prise du greffon a ete bonne. Son
epiderme s'est mis en continuite avec celui du bras porte-greffe. Les fibres du
nerf radial sont venues buter contre le greffon qu'elles n'ont pu traverser. La
region du bras situee entre l'anneau oral et le greffon et qui possede le nerf
radial montre des podia regeneres. En avant du greffon et jusqu'au niveau
d'amputation du bras, l'epiderme s'est reconstitue mais l'absence d'elements
nerveux entraine la non differentiation oculaire.
Au niveau d'amputation, Fepidermisation s'est effectuee et la soudure entre
les lames aborale et orale s'est faite dans la plupart des cas. Cet epiderme
presente une faible activite mitotique, tandis que les tissus du derme n'en
presentent pas.
Sous cet epiderme, les tissus dermiques se caracterisent par l'aspect fibroblastique des cellules qui se trouvent associees a un abondant materiel fibrillaire.
Ces observations suggerent des modifications du metabolisme cellulaire dans
le sens d'une synthese de collagene avec absence de fixation de calcite. Ainsi les
phenomenes de croissance et de differentiation ne pouvant avoir lieu, aucune
structure nouvelle n'est apparue.
Apres denervation de l'extremite distale du bras, suivie de son amputation,
les structures excisees ne se reforment done pas. La regeneration se poursuit
cependant normalement au niveau des tissus qui ont ete laisses innerves.
D'apres l'ensemble de nos observations, on peut penser que l'absence du
nerf n'a pas d'influence sur la cicatrisation ni sur l'ensemble des processus
histologiques qui sont responsables de la formation du blasteme, bien que le
volume de ce dernier soit reduit par rapport a un temoin et que son etat
FIGURE 3
Le systeme nerveux et la regeneration.
(A) Regenerat aneurogenique age de trois jours. Etat mediocre de l'organisation
cellulaire du blasteme.
(B) Regenerat aneurogenique age de sept jours. Aucun signe de differenciation ne
s'est manifeste.
(C) Regenerat aneurogenique age de trente jours. Absence de regeneration de podia
et de differenciation de l'organe visuel.
(D) Regeneration en presence du nerf radial isole de l'anneau oral. Au niveau de
la region distale du bras par rapport au greffon, absence de regeneration de podia.
Be, Bouchon cicatriciel. Bl, Blasteme. D, Derme. D.ndif, Derme non differencie.
Ed, Extremite distale du bras. Ep, Epiderme. Epc, Epiderme cicatriciel. Gr, Greffon.
Nr, Nerf radial. P, Podia. Pa, Papule. < , Zone de contact des parois dorsale et
ventrale du bras.
34-2
542
M. HUET
d'organisation soit imparfait. II reste qu'on ne peut exclure ici le role possible
joue par les elemements du plexus superficiel. Par contre, les phases de croissance
et de differentiation qui interessent les cellules de ce blasteme ne se manifestent
pas.
C. Mise en evidence du role de Vanneau nerveux
La presence du nerf radial, au niveau des tissus de la zone d'amputation du
bras, est une condition necessaire a la regeneration de ce bras. Or nous savons
que ce nerf est en relation avec l'anneau nerveux oral. On peut done se demander
lequel de ces deux elements controle reellement la regeneration et si celle-ci
est possible en presence d'un nerf radial isole de l'anneau nerveux.
Le nerf radial est laisse en place. Un greffon est introduit dans la paroi orale
du bras, sur le trajet du nerf, a mi-chemin entre la base et le sommet du bras.
Apres la mise en place du greffon, Pextremite du bras est amputee, les podia
sont excises. Dans ces conditions experimentales, la region proximale du bras
possede un nerf qui est en relation avec l'anneau nerveux. Ce nerf est egalement
present au niveau de la region distale du bras. II est en contact avec les tissus de
la zone d'amputation, mais est isole de l'anneau oral par le greffon.
Etat de regeneration du bras apres un mois (Fig. 3D). Dans la region du bras
situee entre anneau nerveux et greffon, les podia se sont differencies. Au niveau
du bras dont le nerf, laisse en place, a ete isole de l'anneau oral par un greffon,
la presence de ce nerf n'a pas provoque la regeneration des podia ni celle de la
tache oculaire.
Au niveau de la zone d'amputation, revolution histologique n'est pas tout a
fait la meme que dans le cas d'absence totale de nerf. L'epiderme s'est reforme;
les tissus sous-jacents sont mieux organises; on peut observer de rares mitoses
mais la differentiation est a peine engagee. On peut penser que le nerf radial,
en l'absence de connexion avec le reste du systeme nerveux, n'a pu maintenir
FIGURE 4
Regeneration et action du nerf dans le temps.
(A) Regenerat soustrait a l'influence nerveuse au stade blasteme (trois jours).
(B) Regenerat soustrait a l'influence nerveuse au stade des premieres differentiations
(sept jours).
(C) Regenerat soustrait a l'influence nerveuse a un stade avance de la morphogenese
(quatorze jours). Lesfibresdu nerf radial, situees distalement par rapport au greffon,
sont desorganisees.
(D) Etat de ce meme nerf dans sa partie proximale par rapport au greffon. Ses fibres
forment un reseau dense et epais.
A, Canal ambulacraire. C, Coelome. D.ndif, Derme non differencie. Ep, Epiderme.
Gr, Greffon. H, Sinus hemal. Nr, Nerf radial. P, Podia. Ped, Pedicellaire. Pld,
Plaque dermique.
- - , Niveau d'amputation du bras. A, Zone de contact des parois dorsale et
ventrale du bras.
La regeneration du bras chez Asterina
4A
543
544
M. HUET
un etat d'activite au niveau des tissus que pendant un temps tres court, ce qui
explique la faible evolution du regenerat.
11 apparait done que la regeneration du bras d'Asterina gibbosa est controlee
par le systeme nerveux. Un regenerat ne peut se former qu'en presence d'un
nerf radial en continuite avec l'anneau nerveux. De plus nous venons de voir
que le retrait du nerf, effectue au moment de l'amputation du bras, n'empeche
pas le deroulement des toutes premieres phases de la regeneration mais que
revolution ulterieure des tissus qui sont impliques dans la formation d'un
regenerat ne se poursuit pas.
II. Regeneration et action du systeme nerveux dans le temps
Ne peut-on penser, cependant, qu'il existe un stade de la regeneration a
partir duquel le regenerat acquiert son autonomie vis-a-vis du systeme nerveux?
Nous avons done isole un regenerat du systeme nerveux a differents moments
suivant l'amputation du bras et l'excision des podia. Son etat devolution est
constate a la fin du premier mois du la regeneration. Devant la difficulte de
pratiquer la denervation du bras sans risquer de blesser le regenerat et compte
tenu de l'identite des resultats obtenus apres retrait du nerf radial ou par simple
pose d'un greffon sur son trajet, nous avons opte pour cette seconde technique.
Le regenerat temoin nous est fourni par le bras sur lequel a ete preleve le
greffon.
A. Etat devolution d'un regenerat soustrait a Vinfluence nerveuse au stade
blast erne (Fig. 4 A).
Au moment ou a ete pratiquee la denervation, la cicatrisation est achevee.
L'epithelium cicatriciel est forme de cellules quadrangulaires, jointives a
noyaux arrondis et volumineux. Un nucleole est presque toujours visible. Les
cellules du derme sont caracterisees par leur cytoplasme clair et un noyau
presentant des formations nucleolaires nettement observables. Entre l'epithelium et le derme, des cellules se sont accumulees puis organisees en couches.
Elles constituent le materiel du blasteme. L'observation histologique, faite un
mois apres amputation, fait apparaitre un epiderme aux cellules aplaties. Les
noyaux sont petits, tres denses. La paroi aborale est venue s'appliquer contre
la paroi orale. La zone d'affrontement est encore nette, occupee par un reseau
de fibres conjonctives melees a des dechets cytoplasmiques. Les noyaux
sont polymorphes, souvent ponctiformes. Les mitoses, tant au niveau des
cellules epidermiques que dermiques, sont tres peu nombreuses. 11s apparait
que non seulement les phenomenes de croissance ne se sont pas poursuivis
mais qu'en l'absence de toute differentiation aucune structure dermique
nouvelle n'est apparue.
La regeneration du bras chez Asterina
545
B. Etat devolution d'un regenerat soustrait a Vinfluence nerveuse au stade des
premieres differentiations (Fig. 4B).
L'etude du regenerat montre que revolution histologique, amorcee avant le
retrait du nerf, n'a pu se poursuivre normalement en l'absence de stimulation
nerveuse. Cependant les cellules epidermiques, qui ont participe a la mise en
place de l'epithelium cicatriciel, se sont reorganises en meme temps qu'elles
ont acquis une forme prismatique. Elles ne se distinguent plus des cellules qui se
trouvent disposees en arriere de la zone d'amputation. Des cellules glandulaires
se sont egalement differenciees.
L'augmentation de volume des tissus du derme resulte d'une activite mitotique
au sein des cellules du blasteme. Des divisions sont encore nombreuses. Cependant le regenerat n'a pas depasse le stade d'un petit cone. Son etat de differenciation se caracterise par l'apparition des premiers elements du squelette:
plaques et pedicellaires. Ceux-ci se sont formes par regroupement de cellules
reliees entre elles par des ponts cytoplasmiques, ce qui leur confere l'aspect
d'un reseau fenestre auquel se trouvent associes des faisceaux de fibres musculaires. La paroi coelomique qui tapisse la cavite interne du bras s'est egalement
reconstitute.
C. Etat devolution d'un regenerat soustrait a influence nerveuse a un stade
avance de la croissance et de la differentiation (Fig. 4C).
Le regenerat est isole du systeme nerveux le quinzieme jour de la regeneration.
Les processus de differentiation et de croissance sont alors nettement engages.
L'epiderme a retrouve sa structure normale, les cellules du derme se sont regroupees et de petites plaques calcaires se sont differenciees. Dans ces conditions,
on constate que revolution du regenerat se poursuit dans le cadre d'une morphogenese presque normale. Ainsi au terme du premier mois post-operatoire, le
regenerat est de forme conique et legerement hypotypique. L'etat d'organisation
du scleroderme est tres avance. Les differentes pieces du squelette se sont mises
en place. Les parois des cavites ambulacraire et coelomique sont tapissees par
des lames de structure endotheliale. Elles sont constitutes de cellules ciliees
plus ou moins etirees et alignees en couches palissadiques monocellulaires.
L'etat d'organisation du nerf radial differe suivant qu'on l'observe dans sa
partie proximale ou distale par rapport au greffon. Entre greffon et anneau
nerveux, ses fibres forment un reseau dense et epais (Fig. 4D). Dans sa partie
distale, ses fibres apparaissent desorganisees et la section du nerf est moindre
(Fig. 4C). Aucune cupule oculaire ne s'est reconstitute.
II apparait done, d'apres l'ensemble de nos observations, que si un regenerat
de bras se trouve soustrait a Faction du systeme nerveux au cours de son
developpement, l'etat final de son evolution, apres un mois, est fonction du
stade de morphogenese atteint au moment ou le nerf a cesse d'agir.
Pvd
Ep
5C
La regeneration du bras chez Asterina
547
III. Action du systeme nerveux et irradiation
Nous avons pu montrer jusqu'a present que deux conditions sont necessaires
pour l'obtention d'un regenerat de bras: le nerf radial doit etre present au niveau
des tissus blesses et etre en relation avec l'anneau nerveux oral.
On peut alors se demander pourquoi la regeneration du bras n'a pas lieu
apres irradiation aux rayons X et malgre la presence du nerf radial. Cette
inhibition est-elle due a l'irradiation du nerf ou des tissus du bras?
A. Experience preliminaire: incidence d'une denervation temporaire sur la
regeneration
Nous avons procede a une premiere serie d'experiences, sans proceder a
l'irradiation, pour nous assurer que cette technique ne perturbe pas le deroulement normal de la regeneration.
Deux incisions longitudinales sont pratiquees de part et d'autre du nerf
radial et sur toute sa longueur. Le nerf est decolle delicatement de la paroi
orale du corps. II est ensuite replace dans sa position initiale apres un temps
egal a celui necessaire a l'irradiation. L'extremite du bras et les podia sont
excises.
Etat de regeneration (Fig. 5 A). La regeneration du bras s'effectue tout a
fait normalement. Apres un mois, le regenerat est identique a celui d'un bras
temoin. II possede des podia et des cupules oculaires bien differenciees.
B. Le nerf radial seul est irradie
On opere comme precedemment. Des que le nerf est decolle, une lame de
plomb est interposee entre ce nerf et la paroi orale du bras qui se trouve ainsi
protegee du rayonnement. La lame de plomb presente une petite gouttiere dans
laquelle est placee le nerf recouvert d'un film d'eau. On evite ainsi sa dessiccation.
Le nerf est irradie en une seule seance.
Etat du regenerat (Fig. 5B). La greffe d'un nerf radial irradie sur un territoire
FIGURE 5
Action du systeme nerveux et irradiation.
(A) Etat de la regeneration apres denervation temporaire. Le regenerat s'est bien
developpe.
(B) Etat de la regeneration apres irradiation du nerf radial. Le regenerat est hypotypique.
(C) Etat de la regeneration apres irradiation partielle du bras. Noter la taille
decroissante des podia dans la zone de passage entre tissus sains et tissus irradies.
A, Canal ambulacraire. C, Ccelome. Cd, Caeca digestifs. Co, Cupule oculaire.
D, Derme. Ep, Epiderme. H, Sinus hemal. M, Muscle ambulacraire. Nr, Nerf radial.
P, Podia. Ped, Pedicellaire. Pld, Plaque dermique. 77, Tentacule terminal. A, Limite
entre tissus irradies et sains.
548
M. HUET
sain de bras se traduit par un retard important dans la formation du regenerat.
La differenciation de l'oeil n'a lieu que le troisieme mois qui suit 1'operation.
L'etude histologique montre que la soudure du nerf sur les tissus sous-jacents
est satisfaisante mais ses fibres forment un reseau lache que limite une couche
de cellules neuroepitheliales desorganisees. L'etat des noyaux est souvent
pycnotique. Distalement s'est differencie un ceil qui n'est constitue que de
quelques cupules.
L'extremite du bras presente un regenerat hypotypique forme de petites
plaques calcaires. II est limite par un epiderme bien differencie. L'etat de croissance et de differenciation des podia et tentacules terminaux parait normal. Us
sont en relation avec l'ensemble des structures ambulacraires du bras.
II ressort de ces experiences que Firradiation du nerf radial n'empeche pas la
formation d'un regenerat au niveau d'un bras ampute. Son apparition est
simplement retardee et son volume est reduit. On peut, semble-t-il, penser que
le retard dans revolution du regenerat correspond au temps necessaire pour une
restauration de radiolesions provoquees au niveau de structures anatomiques
nerveuses. Ces radiolesions auraient pour effet de perturber la transmission d'une
substance trophique depuis l'anneau oral jusqu'aux tissus du niveau d'amputation.
C. Les tissus du bras seuls sont partiellement irradies
D'apres l'experience precedente on peut penser que l'absence de regeneration
apres irradiation est due a un effet direct sur les tissus du bras. Pour verifier
cette hypothese, nous avons irradie les tissus du bras en protegeant le systeme
nerveux du rayonnement.
Dans ce type d'experience, il faut etre certain de la reussite de la manipulation,
celle-ci pouvant etre rendue responsable d'une absence eventuelle de regeneration. Nous avons done ete amene a n'irradier que la moitie du bras. Dans ce cas,
le territoire non irradie de ce bras et qui possede un segment de nerf sain a ete
pris comme temoin de l'experience.
Le nerf qui a ete isole du bras est rabattu contre la paroi orale du disque.
Le bras est alors irradie successivement par ses faces aborale et orale sur sa
moitie distale. Pendant tout le temps de l'irradiation, les autres parties du corps
de l'Asterie, y compris l'ensemble du systeme nerveux, sont protegees du rayonnement par une lame de plomb. Apres irradiation, le nerf est remis en place,
l'extremite du bras est amputee et les podia sont excises.
Etat de la regeneration (Fig. 5C). En presence d'un nerf radial sain, la
regeneration des structures excisees d'un bras n'est possible que si les tissus
sont capables de reagir a la stimulation nerveuse.
La ou sont associes nerf et tissus sains, la regeneration se manifeste par la
neoformation de podia.
La ou sont associes nerf sain et tissus irradies, on n'obtient pas de regeneration. Ainsi la region distale du bras qui a ete amputee presente un affaissement
Nerf radial sain sur
territoire irradie
Nerf radial isole de
l'anneau nerveux
Nerf radial irradie sur
territoire sain
Retrait du nerf radial
Mode experimental
4
A l'amputation
6
9
A l'amputation
A l'amputation
30
7
14e jour apres amputation
30
30
30
30
9
7e jour
30
7
30
9
8
6
3
7
Temps de
regeneration
(jours)
3e jour
A l'amputation
Date operation
Nombre
operes
Tableau 1
Operes
Absence de regeneration
Regenerat hypotypique
Organe visuel peu
differencie
Podia regeneres
A
Regeneration podia
—
—
CEil et podia regeneres
CEil et podia regeneres
CEil et podia regeneres
CEil et podia regeneres
CEil et podia regeneres
Premieres differentiations
CEil et podia regeneres
Blasteme
Temoins
Stade de regeneration atteint
Blasteme faiblement
organise
Absence de differentiation
Absence de structures
neoformees
Absence de structures
neoformees
Regenerat hypotypique
avec podia
Regenerat non ocule avec
podia
Absence de regeneration
f
1
550
M. HUET
de la paroi aborale qui est venue s'accoler a la paroi orale. Au point de contact,
on observe des amas cellulaires peu organises et en voie de degenerescence.
Ceux-ci sont en relation cependant avec l'extremite du nerf radial dont l'organisation anatomique semble normale. La presence de ce nerf n'a cependant pas
permis la revitalisation des tissus radioleses.
Une remarque nous est suggeree par Fobservation des podia regeneres au
niveau des tissus qui ont ete theoriquement proteges de l'irradiation. Leur
taille decroit au fur et a mesure qu'on s'approche de la zone irradiee ou leur
absence est totale.
Ce fait s'explique par la dispersion du faisceau de rayons X provoquee par
l'arete de l'ecran de plomb. Ce phenomene ne modifie pas les resultats attendus
au niveau des tissus irradies ou la dose recue est superieure au seuil necessaire
pour inhiber la regeneration. II explique pourquoi l'etat de regeneration des
podia n'est pas identique tout le long de la zone des tissus sains du bras. Cette
dispersion du rayonnement se traduit, au niveau cellulaire, par une augmentation progressive du nombre de noyaux radioleses a proximite des tissus irradies.
Cette remarque montre que, dans le cas d'irradiation partielle et compte tenu
de la technique utilisee, il semble impossible, chez Asterina, de deflnir une
limite precise a la zone d'irradiation.
Le tableau 1 resume l'ensemble des resultats concernant la mise en evidence du
role du systeme nerveux et son mode d'action au cours de la regeneration
de l'extremite distale et des podia du bras d'Asterina.
DISCUSSION ET CONCLUSIONS
Chez Asterina gibbosa, la regeneration d'un territoire ampute d'un bras ne
peut avoir lieu si le nerf radial n'atteint pas la zone d'amputation. Si les tissus
de la blessure ne sont pas innerves, toute regeneration est impossible. Ces
resultats rejoignent ceux de Morgulis (1909, 1912) obtenus chez les Ophiures
mais sont en disaccord avec ceux de Goldfarb (1909). Les cas de regeneration
dont fait etat cet auteur sont dus vraisemblablement a la colonisation de la
blessure par les fibres nerveuses issues du nerf radial laisse en place au moment
de l'operation. On constate en effet que, dans le cas ou seul un troncon de nerf
a ete preleve, celui-ci regenere rapidement. Si un greffon est place sur le trajet
du nerf, ses fibres viennent y buter et ne peuvent atteindre la blessure. On ne
constate aucune regeneration.
Ce nerf radial doit etre en relation avec l'anneau nerveux oral: toute discontinuite bloque la regeneration. Morgulis obtient dans ce cas un petit regenerat. L'observation de coupes, faite au debut de nos experiences, nous a montre
que si un troncon de nerf a ete excise ou detruit par brulure, la discontinuity
ainsi produite n'est que temporaire. Le nerf se reconstitue en peu de temps. Le
retard qui se manifeste dans la regeneration depend de l'importance du tissu
nerveux a reconstituer. Seule la mise en place d'un greffon, en empechant la
La regeneration du bras chez Asterina
551
soudure des deux sections du nerf radial, exclut toute possibility de regeneration
du bras.
Puisque le nerf radial ne peut avoir une action sur la regeneration s'il n'est
pas en continuite avec l'anneau nerveux oral, il faut done admettre que ce
dernier doit jouer un role essentiel qui peut etre assimile a celui d'un centre
nerveux. Le fait que la regeneration n'ait pas lieu quand le nerf radial est isole
de l'anneau oral ou soit retardee a la suite d'une irradiation suggere l'idee de
passage d'une information de Tun a l'autre. Nous n'avons pu determiner si la
neurosecretion mise en evidence par Unger (1962), chez Asterias glacialis, est
le support de cette information.
L'integrite anatomique apparait done comme une condition necessaire a la
regeneration du bras. Mais cette condition n'est pas suffisante; nous avons vu
egalement que le nerf doit etre sain. Si celui-ci a ete irradie, le regenerat apparait
plus tardivement et son volume est reduit. Notons ici que l'alteration du nerf
ne parait pas definitive puisqu'une reprise de son activite se manifeste.
Quant a 1'action du nerf, celle-ci ne peut s'exprimer que si les tissus qu'il
innerve sont capables de reagir. Si ces tissus ont ete irradies, ils perdent toute
aptitude a regenerer. Le nerf seul ne peut exercer une action revitalisante.
En ce qui concerne le role exact du systeme nerveux sur le deroulement de la
regeneration, nous pensons que celui-ci ne doit pas intervenir au moment de la
cicatrisation et de la formation du blasteme. Ces conclusions sont a rapprocher
de celles obtenues par Bouc-Lassalle (1968) chez le Lombricien, Eisenia foetida
Sav. Ces deux phases semblent liees plus directement a l'existence d'une blessure.
11 reste que nous ne pouvons exclure l'hypothese selon laquelle des elements du
plexus nerveux superficiel pourraient egalement intervenir.
Le maintien, la differentiation et la croissance du blasteme necessitent la
presence du systeme nerveux. L'action du nerf au niveau du regenerat se manifeste par un taux important de mitoses; celui-ci diminue des que cette action
cesse.
Nous nous sommes enfin demande si la presence du systeme nerveux est
necessaire pendant toute la duree de la regeneration. On peut, semble-t-il,
affirmer que l'etat final de revolution d'un regenerat est fonction du temps
d'action du stimulus nerveux et que, si une certaine evolution histologique peut
se poursuivre en l'absence de nerf, aucun stade nouveau ne peut etre franchi
qui n'ait ete atteint au moment ou 1'action du nerf a cesse. On ne peut parler.
chez Asterina, de periode critique a partir de laquelle un regenerat peut poursuivre seul son evolution.
RESUME
Chez Asterina gibbosa, la regeneration de l'extremite du bras ne peut avoir lieu en l'absence
de systeme nerveux. Le nerf radial, en continuite avec l'anneau nerveux oral, doit atteindre
le niveau de la blessure. L'anneau nerveux peut etre considere comme un centre nerveux. Si
le nerf radial a ete irradie, la regeneration est retardee. Ce resultat suggere le passage d'un
stimulus nerveux de l'anneau oral en diiection de la blessure. Si les tissus du bras seuls sont
irradies, le nerf radial etant protege du rayonnement, la regeneration est inhibee. Le systeme
552
M. HUET
nerveux est necessaire au maintien, a la differentiation et a la crossance du blasteme. Le
niveau de developpement du regenerat est fonction du stade de morphogenese atteint au
moment ou Faction du nerf a cesse. La presence du systeme nerveux est necessaire pendant
toute la duree de la regeneration.
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