Contact dermatitis (erucism) produced by processionary caterpillars (Genus Thaumetopoea)1
Authors: Lamy M. 
Published: August 2009

Urticating hairs of Thaumetopoea pityocampa caterpillars cause cutaneous reaction in men and animals. This contact dermatitis is known as erucism. Conjunctivitis, sometimes keratitis and even uveitis can be associated with the contact dermatitis. Asthma and anaphylactic shock require admission to intensive care unit.

The urticating hairs are located on 8 abdominal ‘mirrors’. A morphological study of the urticant apparatus was undertaken using scanning electron microscope during the last three larval stages (L3, L4, and L5). The urticating hair, hollow inside, carries pointed spikes directed towards its distal end. There is no hole or pore on the hair. It is really a bulb which must be broken, for example in the skin, in order to release its urticant.

An urticating gland, inside the thin cuticle of the ‘mirror’, produces hairs and urticant. Histological and immunological methods were used to study cellular differentiation of the urticating gland during larval development. Only trichogen cells form it. These cells form an irregular cluster, which seems to be multilayered, although there is only one layer of cells. This gland is present early in the 1st instar and becomes thicker during further development. Only in the 3rd instar does this gland begin to produce urticating hairs and the thin cuticle in which the hairs are implanted. It also produces urticating substance.

The urticating substance, extracted from hairs, contains soluble proteins which were separated by various electrophoretic and immunoelectrophoretic techniques. Some of these proteins are present also in cuticle and haemolymph. One protein of 28000 daltons, formed of two subunits, is hair specific and causes a reaction in guinea‐pig skin (histamine‐releasing effect) identical to that produced by hair extract. It is, therefore, an urticating protein which we have named Thaumetopoein. It is present in large quantity in the gland which produces urticating hairs.

So, the combination of a mechanical phenomenon (penetration of the hair) and a chemical phenomenon (hair broken in skin to release thaumetopoein which produces histamine‐liberating effect) accounts for the pathological symptomatology induced by the pine processionary caterpillar.

The oak processionary caterpillar (T. processionea L.) like pine processionary caterpillar, provokes a cutaneous reaction in men and animals. The urticating apparatus, the urticating gland (which produces hairs), the urticating protein: a thaumetopoein‐like protein, and urticating mechanism, all are similar to those of the T. pityocampa caterpillar.

Durch Prozessionsspinnerraupen (Genus Thaumetopoea) erzeugte Kontaktdermatitis (Hautreizung)

Brennhaare der Raupe von Thaumetopoea pityocampa verursachen bei Menschen und Tieren eine Reaktion, die zu einer Rötung der Haut führt. Diese Hautentzündung tritt besonders als Konjunktivitis auf, die manchmal mit einer Keratitis und sogar Uveitis verbunden sein kann. Asthma oder ein anaphylaktischer Schock können hinzutreten.

Die Brennhaare sind an 8 Abdominalsegmenten lokalisiert. Die morphologischen Strukturen des Brennhaarapparates wurden mit Hilfe eines Rasterelektronenmikroskopes während der letzten drei Larvalstadien untersucht. Die Brennhaare sind innen hohl und tragen zum distalen Ende gerichtete Stacheln. Die Haare besitzen weder Löcher noch Poren. Sie bestehen aus einem Bulbus, der gebrochen werden muß, was z. B. in der Haut geschehen kann, um die Brennsubstanz freizusetzen.

Eine Brenndrüse, die sich in der dünnen Kutikula der Tergitplatten befindet, produziert Haare und Brennsubstanz. Zur Untersuchung der zellulären Differenzierung der Brenndrüsen während der Larvalentwicklung wurden histologische und immunologische Methoden angewendet. Es werden nur trichogene Zellen gebildet. Diese Zellen bilden einen irregulären Verband, der nach ultrastrukturellen Untersuchungen nur eine Zellschicht bildet. Die Drüse ist bereits im ersten Stadium vorhanden und schwillt während der Larvalentwicklung an. Im 3. Stadium beginnt sie, Brennhaare zu bilden. Zusammen mit der dünnen Kutikula, in der die Haare entstehen, produziert sie Brennsubstanzen.

Die Brennsubstanz, die aus Haaren extrahiert wurde, enthält lösliche Proteine, die durch verschiedene elektrophoretische und immuno‐elektrophoretische Techniken aufgetrennt werden konnten. Einige dieser Proteine waren auch in der Kutikula und Hämolymphe vorhanden. Ein Protein von 28000 Dalton, das aus zwei Untereinheiten besteht, ist haarspezifisch und verursacht auf Meerschweinchenhaut eine Reaktion, die auch mit Haarextrakten erzeugt werden kann (Histamin‐Freisetzungseffekt). Demnach handelt es sich um ein Brennprotein, das Thaumetopoein genannt wurde. Es ist in der Drüse, die Brennhaare produziert, in großer Menge vorhanden.

Die pathologischen Symptome werden somit durch die Kombination einer mechanischen (Eindringen des Haares) und einer chemischen Wirkung (Abbrechen des Haares in der Haut und Freisetzen von Thaumetopoein) induziert.

T. processionea L. erzeugt bei Menschen und Tieren eine ähnliche Hautreaktion. Brennapparat, Brenndrüse, die die Haare produziert, Brennhaare, Brennprotein, ein dem Thaumetopoein ähnliches Protein, und der Brennmechanismus sind denen von T. pityocampa‐Raupen sehr ähnlich.