/. Embryol. exp. Morph. Vol. 22, I, pp. 45-54, August 1969
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Printed in Great Britain
Communications intercellulaires dans les ovarioles
de Dytiscus marginalis L.
Par G. STE INERT 1 et E. URBANI 2
Laboratoire de Morphologie animate, Universite Libre de Bruxelles,
et Istituto di Istologia ed Embriologia della Facolta di Scienze,
Universita di Roma
L'un des aspects interessants de l'oogenese de Dytiscus marginalis est la
formation, a partir d'une meme oogonie, et aii cours de quatre mitoses differentielles, d'un oocyte et de quinze cellules nourricieres. Des la premiere mitose
differentielle, le noyau de J'oocyte se caracterise par la presence d'une masse de
chromatine qui lui est propre et ne se retrouve done pas dans les cellules
nourricieres (Giardina, 1901). Cette masse Feulgen positive de la vesicule germinative se desagrege assez vite et se fragmente de plus en plus au cours de la
periode d'accroissement de I'oocyte tandis qu'augmente parallelement la quantite de RNA presente dans son noyau (Urbani, 1950; Urbani & Russo-Caia,
1964; Bier & Ribbert, 1966; Kaori Kato, 1968).
Dans l'oogenese d'autres lnsectes aussi, on observe des corpuscules extrachromosomiaux dont le comportement ressemble a celui du dytique. Une
analyse soigneuse de ces formations au niveau cytochimique et ultrastructural
a ete realisee par Lima-De-Faria (1962), Lima-De-Faria & Moses (1966), Bier,
Kunz & Ribbert (1967), Lima-De-Faria et al. (1968).
Au cours de son developpement, I'oocyte reste associe, d'une part, aux
quinze cellules nourricieres qui proviennent de la meme oogonie et, d'autre part,
a un groupe de cellules folliculeuses qui forment une gaine plus ou moins
complete autour de lui.
Pendant la periode d'accroissement, les cellules nourricieres augmentent
egalement de taille et leurs noyaux, par une suite d'endomitoses, accroissent
considerablement leur teneur en DNA, tout en augmentant de volume. A des
stades ulterieurs, ces cellules degenerent et leurs residus sont resorbes par
I'oocyte.
Urbani & Russo-Caia (1964) ont etudie, par des methodes cytochimiques et
autoradiographiques en microscopie photonique, le metabolisme des acides
1
Adresse de Vauteur: Laboratoire de Morphologie animale, Universite Libre de Bruxelles,
67 rue des Chevaux, Rhode-St-Genese, Belgium.
2
Adresse de Vauteur: Istituto di Istologia ed Embriologia della Facolta di Scienze, Universita di Roma, Italy.
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nucleiques de Foocyte et des cellules nourricieres. Us ont montre, entre autres
choses, que dans les cellules nourricieres il y a passage d'un materiel Feulgen
positif du noyau vers le cytoplasme. Ces resultats ont depuis ete confirmes par
d'autres techniques: Ficq & Urbani (1969) ont pu 'colorer' des coupes d'ovariole
par l'actinomycine-H3 et mettre ainsi en evidence la presence d'un DNA cytoplasmique autour des noyaux des cellules nourricieres.
Au microscope electronique, Bertolini & Urbani (1964) ont vu ce materiel
Feulgen positif sous l'aspect de granules denses et ont montre que ceux-ci se
fusionnent au voisinage de la membrane nucleaire en masses plus grosses, autour
desquelles viennent s'accoler un grand nombre de mitochondries.
L'autoradiographie a haute resolution nous a permis, d'autre part, de montrer
que ces granules sont marques apres injection de thymidine tritiee dans la cavite
generate du dytique (Urbani & Steinert, trav. en cours).
Continuant a explorer les possibilites d'echanges qui existent entre les trois
types cellulaires de l'ovariole, nous resumons ici quelques observations faites
a l'echelle ultrastructurale sur les ponts cytoplasmiques qui unissent les oocytes,
les cellules nourricieres et les cellules folliculeuses: quelques resultats ont fait
1'objet d'une communication preliminaire (Steinert & Urbani, 1968).
MATERIEL ET METHODES
Les ovarioles de dytique ont ete fixes dans du tetroxyde d'osmium a 1 ou 2 %
dans du tampon Millonig et inclus dans du Vestopal W ou de l'Araldite. Toutes
les coupes ont ete faites, dans des plans plus ou moins paralleles au grand axe
de l'ovariole, au moyen d'un ultrotome LKB muni de couteaux de verre. Elles
ont ete colorees a Facetate d'uranyle et au citrate de plomb suivant la technique
de Reynolds. Les micrographies ont ete prises avec un microscope AEI EM6B.
Nos observations ont porte sur differents stades du debut de l'oogenese:
ceux de la chambre terminale ou se font les mitoses differentielles et ceux des
premieres unites germinales.
Les observations en microscopie photonique ont ete effectuees a l'aide de la
technique d'identification des mitochondries de Novelli (1959).
ABREVIATIONS
O, oocyte; CN, cellule nourriciere; CF, cellule folliculeuse; MV, microvillosites;
M, mitochondrie; OD, organite dense; ZC, zone de communication; P, structure
associee a une zone de communication; IN, interruption; LIP, lipides.
Fig. 1. Developpement de microvillosites entre un groupe de cellules folliculeuses et
l'oocyte. x 11.500.
Fig. 2. Microvillosites de l'oocyte entre deux cellules folliculeuses.
Fig. 3, 4. Oocyte et cellules nourricieres apres la coloration de Novelli. La zone de
communication entre le cytoplasme de l'oocyte et d'une cellule nourriciere est
positive. x225.
Communications intercellulaires
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Communications intercellulaires
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RESULTATS
Les echanges entre l'oocyte et les cellules folliculeuses sont probablement
facilites, des le debut de l'oogenese, par un reseau important de microvillosites
situe entre les deux types de cellules. Les microvillosites de l'oocyte sont particulierement developpees aux endroits correspondant a la jonction de deux
cellules folliculeuses comme le montrent les fig. 1 et 2. D'autre part, les membranes cellulaires de ces cellules sont interrompues par endroits, ou se mettent
en communication les cytoplasmes de cellules voisines. Notons, dans ce cytoplasme, la presence de mitochondries d'aspect classique.
En ce qui concerne les cellules nourricieres les plus proches de l'oocyte, nous
avons pu mettre en evidence, en microscopie photonique, par la coloration de
Novelli, considered comme specifique des mitochondries, une region positive
qui s'etend du noyau d'une cellule nourriciere jusqu'au cytoplasme de l'oocyte
(fig. 3 et 4). Nous avons examine ces memes regions au microscope electronique
et nous y avons effectivement retrouve (fig. 5) une tres grande concentration de
mitochondries, face a l'ouverture, souvent tres large, qui met en contact le
cytoplasme de la cellule nourriciere avec celui de l'oocyte. Cette ouverture —
que nous appellerons zone de communication — est limitee par une structure
particuliere associee aux membranes plasmatiques. L'examen de coupes transversales (fig. 6) et tangentielles (fig. 7, 10) de cette structure semble bien montrer
qu'il s'agit d'un collier dont la face interne, legerement convexe, serait formee
de fibres (ou tubules) circulates. Ces fibres ont approximativement 300 a 400 A
de diametre. Ces structures separent tant un oocyte d'une cellule nourriciere que
deux cellules nourricieres voisines (fig. 10).
Sur lesfig.8 et 9, nous voyons, dans le cytoplasme de l'oocyte, des organites
assez denses, limites par une membrane qui parfois apparait double et dont la
structure interne, heterogene, est souvent lamellaire. Ces organites sont frequemment meles aux mitochondries et, dans certaines zones de communication,
constituent la grande majorite des structures presentes dans le faisceau. 11s
sont cependant situes le plus souvent dans le cytoplasme de l'oocyte.
DISCUSSION
Alors que les cytoplasmes des cellules nourricieres et de l'oocyte sont, comme
nous venons de le montrer, en communication par de larges ouvertures permettant le passage eventuel d'organites de taille assez importante, jamais de telles
Fig. 5. Zone de communication entre un oocyte et une cellule nourriciere dans une
des premieres unites germinales qui suivent la chambre terminale. x 11.500.
Fig. 6. Structure de l'organite limitant la zone de communication entre un oocyte
et une cellule nourriciere. Lesfibresassociees a cet organite sont vues en coupe transversale. x 45.000.
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Fig. 7. Coupe plus ou moins tangentielle d'une zone de communication entre
cellule nourriciere et oocyte. x 11.500.
Fig. 8. Idem a plus fort grossissement. Dans le cytoplasme de l'oocyte on remarque
des organites denses. x 45.000.
Communications intercellulaires
Fig. 9. Autre aspect de ces organites dans le cytoplasme de l'oocyte: structure plus
lamellaire. Laflecheindique une association plus ou moins etroite entre un organite
dense et une mitochondrie. x 60.000.
Fig. 10. Coupe plus ou moins tangentielle a une zone de communication entre deux
cellules nourricieres. x 11.500.
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communications ne s'observent entre l'oocyte et les cellules folliculeuses. Ce
fait suggere que les contributions de ces deux types cellulaires a I'elaboration des
reserves de l'oocyte doivent etre differentes.
Les zones de communication que nous trouvons entre l'oocyte et les cellules
nourricieres les plus proches de celui-ci semblent avoir un caractere permanent,
etant donne la frequence avec laquelle nous les avons trouvees. Leur presence
ne semble done pas liee aux cycles metaboliques qui ont ete mis en evidence dans
les cellules nourricieres par l'un de nous (Urbani & Russo-Caia, 1964). 11 n'est
pas exceptionnel de retrouver ce meme type de communication entre deux
cellules nourricieres voisines: on se souviendra, en effet, de la disposition de
ces cellules, toutes d'un meme cote de l'oocyte et dont un certain nombre ne
sont pas en contact direct avec celui-ci.
En ce qui concerne les mitochondries et les organites denses que nous observons dans les zones de communication, il parait logique de penser qu'il existe,
entre ces elements, une certaine parente: les mitochondries pourraient etre a
l'origine de ces organites denses et participer, en se transformant, a l'edification
de substances de reserves. On sait que les mitochondries sont capables de
nombreuses syntheses, notamment de proteines et qu'elles possedent aussi les
enzymes necessaires a la synthese des lipides. L'aspect lamellaire de certains
organites denses fait penser a des structures lipidiques. II faut signaler, d'ailleurs,
la presence dans le cytoplasme de certaines cellules nourricieres et, surtout, dans
celui de l'oocyte, d'importantes inclusions de graisses.
L'accumulation de reserves dans des mitochondries a ete decrit a plusieurs
reprises. Dans le genre Rana, les mitochondries de l'oocyte accumulent des
proteines vitellines et des globules lipidiques et seraient a l'origine de ces deux
types de reserves. (Ward, 1962; Lanzavecchia, 1965). Chez Xenopus laevis,
Balinsky & Devis (1963) ont decrit la transformation de mitochondries en
organites qui pourraient etre des precurseurs de plaquettes vitellines. Plus
recemment, Sentein & Humeau (1968) ont observe dans les jeunes oocytes de
Triturus helveticus la formation d'un reseau cristallin possedant les memes
caracteristiques que celui des plaquettes vitellines. Chez la planorbe, Favard &
Carasso (1958) ont montre, de facon tres convaincante, que cette transformation
est l'une des voies de l'edification des plaquettes vitellines. Bien que celles-ci,
chez le dytique, ne soient decelables, en microscopie photonique, qu'a des stades
beaucoup plus tardifs, il ne nous parait cependant pas exclu de voir, dans ces
organites denses, les lointains precurseurs des plaquettes vitellines. II faudrait,
pour confirmer cette hypothese, etendre nos observations a des stades plus
avances de l'oogenese. Soulignons le role important que semblent jouer les
mitochondries dans l'oogenese du dytique: leur association, a un DNA amplifie,
expulse du noyau des cellules nourricieres, d'une part, leur transformation
eventuelle en plaquettes vitellines, d'autre part, meritent une attention
particuliere.
Communications inter cellulaires
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RESUME
1. L'oocyte de Dytique est separe des cellules folliculeuses par un important
reseau de microvillosites et communique avec les cellules nourricieres par de
larges ouvertures limitees par une structure annulaire formee de fibres.
2. Les zones de communication sont encombrees de mitochondries auxquelles
se melent, dans le cytoplasme de l'oocyte principalement, des organites plus
denses a structure interne heterogene.
3. Ces organites pourraient provenir de la transformation de mitochondries
et etre les precurseurs des plaquettes vitellines. Cette possibility est discutee.
SUMMARY
Intercellular communications in the ovarioles 0/Dytiscus marginalis L.
1. A dense network of microvilli lies between the follicular cells and the
oocyte; large openings bounded by annular structures formed of fibres represent
a direct connection between oocyte and nurse cells.
2. In the communicating regions, numerous mitochondria are seen, as well
as denser organelles with a heterogeneous internal structure: the latter are
particularly numerous in the cytoplasm of the oocyte.
3. These organelles may be derived from mitochondria and perhaps constitute the precursors of the yolk platelets. This possibility is discussed.
E. Urbani exprime ses vifs remerciements au Consiglio Nazionale delle Ricerche et a Shell
International Research pour l'aide financiere qui a permis son sejour a l'Universite de
Bruxelles.
TRAVAUX CITES
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