Кровеносная система, жировое тело, эноциты и перикардиальные клетки морфологи и физиологи рассматривают как единое функциональное целое, развивающееся в процессе онтогенеза из материала мезодермальных сомитов.
Опубликован ряд работ о нормальной гистологии элементов кровеносной системы и жирового тела по результатам изучения морфофизиологических показателей рассматриваемых образований. Основная часть исследований выполнена на тутовом и дубовом шелкопрядах, медоносной пчеле. В течение последних 10—15 лет появились публикации, посвященные нормальной картине гемолимфы некоторых массовых хвое — и листогрызущих насекомых.
Накопление данных по нормальной гематологии различных видов насекомых позволило условно выделить среди клеточных элементов 5—6 основных типов: пролейкоциты, макро — и микронуклеоциты, эозинофилы или гранулоциты, эноцитоиды и фагоциты.
Наши исследования нормальной картины гемолимфы у личинок ивовой волнянки, туркестанской златогузки, хохлатки-отшельницы, Шишковой огневки, пятнистой ночницы, стрельчатки пси, черно-желтого, рыжего соснового и тополевого волосатого пилильщиков показали, что приведенная классификация может быть принята за основу при изучении гематологии всех перечисленных видов чешуекрылых и перепончатокрылых насекомых.
Люминесцентная микроскопия фиксированных и нативных препаратов гемолимфы, окрашенных акридиновым оранжевым, подтверждает данные, полученные с помощью обычных световых микроскопов. Морфологические особенности каждого типа клеток, выявленные в фиксированных мазках при окраске азурэозином по Гимза-Романовскому и полученные с помощью наведенной люминесценции, следующие.
Пролейкоциты — впервые дал им определение А. Голланд. По другим классификациям это эмбриональные элементы, малые гемоциты или прогемоциты. По мнению некоторых гематологов, этот тип клеток в процессе генезиса дает начало всем остальным форменным элементам крови у насекомых. При значительной искусственной кровопотере количество пролейкоцитов резко возрастает и появляются переходные формы к другим типам клеток. Основную массу пролейкоцита составляет ядро, интенсивно окрашивающееся азур-эозином в темно-фиолетовый цвет. Цитоплазма узкой полосой окружает ядро и имеет базофильную реакцию. Нередко ядро маскируется цитоплазмой. Форма клеток округлая, часто неправильная; размер в пределах 5—12 мк. При окраске акридиновым оранжевым цитоплазма этого типа клеток люминесцирует оранжевым различной интенсивности. Ядро зеленое.
Макронуклеоциты — отличаются от пролейкоцитов более крупными размерами (10—20 мк). Ядро их, как и у предыдущего типа клеток, крупное и компактное, его диаметр составляет в среднем ¾ диаметра клетки. Окраска цитоплазмы варьирует от фиолетово-синей до светло-фиолетовой. Форма клеток, как правило, овальная. Общий фон люминесценции тусклый. В цитоплазме обнаруживаются мелкие гранулы красных тонов. Ядро желтовато-зеленое.
При витальном флуорохромировании характер свечения несколько меняется: ядро приобретает изумрудно-зеленый цвет, часто выявляются оранжевые ядрышки.
Микронуклеоциты — форменные элементы, выполняющие трофическую функцию. Ядра клеток небольшие (3—4 мк), имеющие интенсивную базофильную реакцию. Цитоплазма широкая с многочисленными включениями, содержащими жир. Форма клеток овальная, размеры 5—10 мк. На флуорохромированных жидких и фиксированных препаратах ядра микронуклеоцитов люминесцируют ярко-зеленым. В цитоплазме всегда присутствуют крупные красные включения и различной формы вакуоли, имеющие вид темных овальных пятен.
Эозинофилы — или зернистые клетки. Цитоплазма целиком заполнена зернами овальной формы, которые окрашиваются по Гимза-Романовскому в темно-фиолетовый цвет. Небольшое компактное ядро обычно скрыто зернами и обнаруживается лишь при разрушении клетки. Эозинофильные гранулы цитоплазмы имеют белковую природу, эозинофилы шаровидной формы размерами от 6—7 до 15—20 мк. После обработки акридиновым оранжевым гранулы люминесцируют ярко-красным, ядро зеленое.
Эноцитоиды — участвуют в обменных процессах и осуществляют выделительную функцию. Ядро клеток небольшое, с весьма четкой структурой — удлиненные чечевицеобразные фиолетовые зерна величиной 2—4 мк. Цитоплазма массивная, светлая со множеством зерен темного цвета. Величина клеток 14—30 мк. При витальном и суправитальном окрашивании гемолимфы акридиновым оранжевым ядро люминесцирует в виде отдельных ярко-зеленых зерен, равномерно расположенных на темном поле. Цитоплазма в этом случае темно-зеленая с большим количеством мелких оранжевых гранул, образующих ажурную сеть. Единично обнаруживаются ланцетовидные включения, не воспринимающие краситель.
Фагоциты — обычно ланцетовидные клетки. Ядро крупное, рыхлое, красящееся азур-эозином в фиолетово-сиреневые тона. Протоплазма широким слоем окружает ядро и имеет слабо выраженную базофильную реакцию. Клетки морфологически и генетически весьма близки к макронуклеоцитам. В случае овальной формы их диаметр равен 10—20 мк, в ланцетовидном состоянии они достигают в длину 20—40 и в ширину 8—15 мк. После окраски акридиновым оранжевым фагоциты люминесцируют аналогично пролейкоцитам.
Прижизненные наблюдения в условиях in vitro за форменными элементами гемолимфы не позволяют обнаружить столь характерные отличия для каждого из описанных видов фагоцитов. В этих условиях лишь по размерам клеток и соотношению массы ядра и цитоплазмы их можно отнести к тому или иному типу. Овальная форма клеток в фиксированных мазках является результатом вторичных изменений, связанных с их гибелью. В переживающих культурах все типы гемоцитов имеют многочисленные псевдоподии различной формы и размеров.
Перечисленные типы форменных элементов гемолимфы находятся в соотношении, которое постоянно меняется в процессе индивидуального развития насекомых, особенно при линьке, метаморфозе, диапаузе и т. д. Гемограммы, характерные для нормального физиологического состояния личинок, установлены для златогузки, боярышницы, соснового и сибирского шелкопрядов, Шишковой огневки и некоторых других видов. Они могут служить в качестве исходных при установлении патологической картины форменных элементов гемолимфы при вирусных заболеваниях.
Весь комплекс патоморфологических изменений клеток при различных вирусных заболеваниях можно подразделить на две группы: первая сопровождает все типы вирусных заболеваний, вторая объединяет специфические изменения, характерные лишь для определенного типа болезней. Изменения затрагивают клеточную поверхность, цитоплазму с органоидами и ядро. В условиях патологии клеточная поверхность претерпевает иногда те же изменения, что и в норме. Однако если в нормально функционирующей клетке аномалии проявляются редко, то в условиях патологии количество их резко возрастает. К подобным изменениям можно отнести образование аномальных псевдоподий, впячиваний, сферул и вуалей.
При всех типах вирусных заболеваний насекомых у гемоцитов наблюдается образование крупных выростов цитоплазмы — псевдоподий размерами 3—20 мк. Количество их может составлять 1—3 и более. Подобные образования возникают обычно у макронуклеоцитов и фагоцитов и при гранулезах чешуекрылых. В теле псевдоподий встречаются крупные вакуоли. Форма псевдоподий может быть разнообразной — от крупных широких лопастей до небольших игольчатых выростов размером 3—7 мк.
Обычным проявлением вирусной патологии является появление на поверхности микро — и макронуклеоцитов, пролейкоцитов и фагоцитов, большого количества шаровидных выростов цитоплазмы. В некоторых случаях они мономерны и занимают всю поверхность гемоцита; при этом их размер колеблется от 1 до 2—3 мк. Входе инфекционного процесса шаровидные выросты цитоплазмы или пузыри отделяются от клетки и попадают в плазму. Иногда они достигают 1/3 и более объема гемоцита, напоминая образование, возникающее в клетках при помещении их в неизотоническую среду или в среду с изменяющейся осмотической концентрацией. Округлые выроста характеризуют процесс потоцитоза и впервые описаны X. Золингером. Эти образования показаны на клетках крови туркестанской златогузки при ядерном полиэдрозе и хохлатки-отшельницы при гранулезе. Крайней формой описанных неспецифических изменений является клазматоз, возникающий в острой фазе заболевания. При этом дегенерирующие клетки теряют целые участки цитоплазмы, и в гемолимфе больных насекомых обнаруживается большое количество отдельных фрагментов клеток и ядер, лишенных цитоплазмы.
К неспецифическим изменениям в гемоцитах можно отнести образование в цитоплазме вакуолей размерами от 1—2 до 5—6 мк и более. В патологических формах клеток они многочисленны. Образование вакуолей связывают обычно с набуханием митохондрий. Возникая первоначально диффузно по всей глубине цитоплазмы, вакуоли с развитием инфекции увеличиваются в размерах, часто сливаются в одно или несколько гигантских образований, оттесняющих ядро к периферии клетки.
Ход их развития завершается разрывом клеточной мембраны, выходом содержимого в плазму и отторжением участков цитоплазмы.
При поражении различными вирусными агентами у насекомых происходит ряд изменений в ядре, которые, как клеточная поверхность и цитоплазма, могут быть неспецифическими и специфическими. Первые из них сводятся к нарушению структуры ядра: хроматин конденсируется в плотные базофильные массы неправильной формы; у эноцитоидов, например, многочисленные зерна, характерные для здоровых ядер, образуют небольшое число глыбок хроматина, располагающихся беспорядочно. Аналогичные изменения претерпевают ядра клеток, в которых в период инфекционного процесса не формируются никакие включения вирусной природы. Специфические изменения при гранулезах насекомых сводятся к гипертрофии, полной дезинтеграции ядер макронуклеоцитов и фагоцитов, где формируются вирусные гранулы.
При флуорохромировании мазков гемолимфы больных насекомых растворами акридинового оранжевого гемоциты при всех типах вирозов люминесцируют преимущественно красным. Свечение ядер гаснет. Вирусные включения, формирующиеся в ядрах гемоцитов или фагоцитированные цитоплазмой, не воспринимают краситель и имеют вид темных округлых зерен.
Помимо структурных изменений гемоцитов, у насекомых, пораженных вирусными заболеваниями, существенно нарушается состав. В целом гемограммы личинок независимо от типа заболевания характеризуются общими закономерностями.
Жировое тело насекомых, представленное внутренними и наружными пластами, имеет форму многочисленных лопастей и долек, которые заполняют пространство между органами.
В норме оно состоит из крупных, сильно вакуолизированных клеток. Из цитологических особенностей отметим лишь присутствие в плазме клеток ложных ядер, содержащих соли мочевой кислоты. Регулярно эти образования обнаруживаются у ложногусениц сосновых пилильщиков. У нормально развивающихся личинок насекомых клетки жирового тела (трофоциты) чрезвычайно богаты непостоянными структурами — включениями или параплазмой. Последняя представлена трофическими включениями, основную массу которых составляют капли жира. В процессе жизнедеятельности насекомых жировые включения претерпевают постоянные изменения, отражающие повседневный метаболизм клетки.
Как показали исследования, при патологических состояниях клетки жирового тела значительно меняют объем, что характерно для всех насекомых, пораженных кишечными формами полиэдроза. Особенно быстро протекает этот процесс в тот период, когда личинки прекращают питание, так как, начиная с этого момента, всю энергию на процессы жизнедеятельности организм черпает в запасном энергетическом материале трофоцитов. У ложногусениц тополевого (осинового) волосатого пилильщика в острой фазе заболевания ядерным полиэдрозом кишечного типа диаметр клеток во внутреннем пласте уменьшается до 80—90 мк при норме 130—160 мк. Размеры клеток уменьшаются в силу резкого сокращения запасов липидов. Подобные закономерности характерны для всех насекомых при кишечных формах вирусных заболеваний, тогда репродукция вируса осуществляется лишь в эпителиальных клетках среднего отдела кишечника.
Описанные изменения в параплазме трофоцитов можно отнести к неспецифическим, так как они могут быть вызваны не только вирусными поражениями, но и иными факторами, нарушающими трофическую функцию кишечника: поражением микроспоридиями, алиментарным голоданием и т. д. К числу специфических изменений клеток жирового тела относятся изменения, происходящие в ядре при полиэдрозах и гранулезах у чешуекрылых насекомых. При ядерных полиэдрозах ядра клеток жирового тела гипертрофируются за счет формирования в них вирусных включений. Однако ядерная мембрана, как правило, сохраняет целостность до самых последних этапов инфекционного процесса.
Гранулезы сопровождаются также ясно выраженной гипертрофией ядер клеток жирового тела. Ядро увеличивается до полного заполнения клетки. В этот период обнаруживается характерная особенность — появляется интенсивно красящаяся гематоксилином хроматиновая сеть. В острой фазе заболевания ядро разрушается, и его содержимое смешивается с цитоплазмой. В жировом теле у насекомых обнаруживаются группы мелких округлых клеток, связанных, видимо, с процессами регенерации, вызванными размножением вируса. Гранулы обнаруживаются в ядре и цитоплазме чувствительных к инфекту клеток.
Жировое тело является основным местом репродукции оспенных вирусов, которые обнаружены в течение последних лет у некоторых видов чешуекрылых, жесткокрылых и прямокрылых насекомых. Вирусные включения, сопровождающие энтомооспенные заболевания, имеют ромбовидную форму. Пораженные клетки теряют включения жира и в острой фазе инфекции принимают характерный пенообразный вид.