Jaime E Parra

Escherichia coli lipopolysaccharide affects intestinal mucin secretion in weaned pigs

Summary Background: to the best of our knowledge, the effects of lipopolysaccharide (LPS) from Escherichia coli on goblet cells and intestinal mucin secretion of weaned pigs has not been reported, and it is unknown whether these effects could trigger enteritis. Objective: to determine the effect of E. coli LPS on intestinal mucin secretion in weaning piglets. Methods: fifty-two piglets weaned at 21 days of age were fed a basal diet supplemented with four LPS levels (0.0, 0.3, 0.5, and 1.0 μg/mg) during 10 days. Piglets were slaughtered on days 1, 5, 7, and 10 post-weaning and samples of small and large intestine were taken for histochemical staining to determine goblet cell population and type of mucins produced (acidic, sulphated, non-sulphated, or neutral). Results: acidic mucin was reduced on day 5 post-weaning independently of the dietary LPS level supplied to piglets. Recovery of acidic mucins was observed during days 7 and 10 post-weaning. Neutral mucins increased on day 5 and decreased on days 7 and 10 post-weaning. High LPS levels decreased goblet cells population and secretion of all types of mucins. This effect was remarkably high for diet two (D2: 0.5 mg LPS/mg food). Conclusions: early weaning (21 d) and LPS addition to the diet affect mucin secretion and intestinal epithelium integrity by modifying goblet cell populations and their balance between acidic and neutral mucin secretion. These findings explain some abnormalities related with post-weaning diarrhea syndrome and help to explain its pathophysiology. Keywords: goblet cells, histochemistry, histopathology, intestine, pigs. Resumen Antecedentes: actualmente se desconoce el efecto del lipopolisacarido (LPS) de Escherichia coli sobre la cantidad de celulas caliciformes y la secrecion de mucinas en diferentes regiones del intestino en cerdos durante el periodo pos-destete. Tampoco se ha descrito si cambios en la distribucion de las mucinas en el intestino estan relacionados con el desarrollo de enteritis. Objetivo: determinar el efecto del LPS de E. coli sobre la secrecion de mucinas en el intestino de lechones recien destetados. Metodos: cincuenta y dos lechones destetados a los 21 dias fueron alimentados con una dieta basal adicionada con cuatro niveles de LPS (0,0, 0,3, 0,5 y 1,0 μg/mg) durante 10 dias. Los cerdos se sacrificaron los dias 1, 5, 7 y 10 pos-destete y se tomaron muestras de intestino delgado y colon para realizar coloraciones histoquimicas, que permitieran calcular la cantidad de celulas caliciformes y el tipo de mucinas acidas sulfatadas, no sulfatadas o neutras por ellas producidas. Resultados: la produccion de mucinas acidas en las celulas caliciformes se redujo el dia 5 del periodo pos-destete, con posterior restauracion de los parametros a los dias 7 y 10 e independientemente de la dosis de LPS suministrada en la dieta. En contraste, la produccion de mucinas neutras aumento en el dia 5 y disminuyo en los dias 7 y 10 del periodo pos-destete. Al comparar las dietas experimentales, se observo que dosis mayores de LPS, disminuyen el numero de celulas caliciformes y la secrecion de los diferentes tipos de mucinas. Este efecto fue mas marcado con la dieta dos (D2: 0,5 mg de LPS/mg de alimento). Conclusiones: el destete a los 21 dias y la adicion LPS de E. coli a la dieta generan cambios en la secrecion de mucinas, afectan la integridad del epitelio y el balance entre la secrecion de mucinas acidas y neutras por las celulas caliciformes. Estos hallazgos sugieren explicaciones de algunas alteraciones que se producen en el sindrome de diarrea pos-destete y contribuyen a explicar su fisiopatologia. Palabras clave: celulas caliciformes, histopatologia, histoquimica, intestino, porcinos. Resumo Introducao: actualmente e desconhecido o efeito do lipopolissacarideo (LPS) de Escherichia coli sobre a quantidade de celulas caliciformes, sobre a secrecao de mucinas em diferentes regioes do intestino em porcos durante o periodo de pos-desmame e se o padrao de distribuicao das mucinas esta relacionado com o desenvolvimento de enterite. Objetivo: determinar o efeito da LPS de E. coli sobre a secrecao de mucinas no intestino de leitoes recem desmamados. Metodos: foi realizado um estudo experimental com 52 leitoes desmamados aos 21 dias, que foram alimentados com uma dieta basal adicionada com quatro niveis de LPS (0,0, 0,3, 0,5 y 1,0 μg/mg) durante 10 dias. Os porcos foram sacrificados os dias 1, 5, 7 e 10 pos-desmame para tirar amostras de intestino delgado e grosso, realizar coloracoes histoquimicas, calcular a quantidade de celulas caliciformes e o tipo de mucinas acidas sulfatadas, nao sulfatadas e neutras por elas produzidas. Resultados: observou-se que ao numero de celulas caliciformes que expressaram mucinas acidas nos diferentes tempos do periodo pos-desmame, apresentaram uma diminuicao da secrecao de mucinas acidas no quinto dia, com posterior recuperacao dos parâmetros os dias 7 e 10 Independentemente da dose de LPS disso. Ao contrario, as mucinas neutras incrementaram o dia 5 com uma posterior diminuicao os dias 7 e 10 pos-desmame. Ao comparar as dietas experimentais, observou-se uma diminuicao do numero de celulas caliciformes secretando os diferentes tipos de mucinas a doses maiores de LPS, principalmente com a dieta dois (D2: 0,5 mg LPS/mg comida). Conclusoes: o desmame aos 21 dias e a adicao de LPS de E. coli na dieta, gera mudancas na secrecao de mucinas, afetam a integridade do epitelio e o balanco entre a secrecao de mucinas acidas e neutras pelas celulas caliciformes; isto modela algumas alteracoes que se produzem no sindrome de diarreia pos-desmame e contribui a explicar a sua fisiopatologia. Palavras chave: celulas caliciformes, histopatologia, histoquimica, intestino, porcinos.

O lipopolissacárido de Escherichia coli afecta a secreção de mucina intestinal em porcos desmamados

Summary Background: to the best of our knowledge, the effects of lipopolysaccharide (LPS) from Escherichia coli on goblet cells and intestinal mucin secretion of weaned pigs has not been reported, and it is unknown whether these effects could trigger enteritis. Objective: to determine the effect of E. coli LPS on intestinal mucin secretion in weaning piglets. Methods: fifty-two piglets weaned at 21 days of age were fed a basal diet supplemented with four LPS levels (0.0, 0.3, 0.5, and 1.0 μg/mg) during 10 days. Piglets were slaughtered on days 1, 5, 7, and 10 post-weaning and samples of small and large intestine were taken for histochemical staining to determine goblet cell population and type of mucins produced (acidic, sulphated, non-sulphated, or neutral). Results: acidic mucin was reduced on day 5 post-weaning independently of the dietary LPS level supplied to piglets. Recovery of acidic mucins was observed during days 7 and 10 post-weaning. Neutral mucins increased on day 5 and decreased on days 7 and 10 post-weaning. High LPS levels decreased goblet cells population and secretion of all types of mucins. This effect was remarkably high for diet two (D2: 0.5 mg LPS/mg food). Conclusions: early weaning (21 d) and LPS addition to the diet affect mucin secretion and intestinal epithelium integrity by modifying goblet cell populations and their balance between acidic and neutral mucin secretion. These findings explain some abnormalities related with post-weaning diarrhea syndrome and help to explain its pathophysiology. Keywords: goblet cells, histochemistry, histopathology, intestine, pigs. Resumen Antecedentes: actualmente se desconoce el efecto del lipopolisacarido (LPS) de Escherichia coli sobre la cantidad de celulas caliciformes y la secrecion de mucinas en diferentes regiones del intestino en cerdos durante el periodo pos-destete. Tampoco se ha descrito si cambios en la distribucion de las mucinas en el intestino estan relacionados con el desarrollo de enteritis. Objetivo: determinar el efecto del LPS de E. coli sobre la secrecion de mucinas en el intestino de lechones recien destetados. Metodos: cincuenta y dos lechones destetados a los 21 dias fueron alimentados con una dieta basal adicionada con cuatro niveles de LPS (0,0, 0,3, 0,5 y 1,0 μg/mg) durante 10 dias. Los cerdos se sacrificaron los dias 1, 5, 7 y 10 pos-destete y se tomaron muestras de intestino delgado y colon para realizar coloraciones histoquimicas, que permitieran calcular la cantidad de celulas caliciformes y el tipo de mucinas acidas sulfatadas, no sulfatadas o neutras por ellas producidas. Resultados: la produccion de mucinas acidas en las celulas caliciformes se redujo el dia 5 del periodo pos-destete, con posterior restauracion de los parametros a los dias 7 y 10 e independientemente de la dosis de LPS suministrada en la dieta. En contraste, la produccion de mucinas neutras aumento en el dia 5 y disminuyo en los dias 7 y 10 del periodo pos-destete. Al comparar las dietas experimentales, se observo que dosis mayores de LPS, disminuyen el numero de celulas caliciformes y la secrecion de los diferentes tipos de mucinas. Este efecto fue mas marcado con la dieta dos (D2: 0,5 mg de LPS/mg de alimento). Conclusiones: el destete a los 21 dias y la adicion LPS de E. coli a la dieta generan cambios en la secrecion de mucinas, afectan la integridad del epitelio y el balance entre la secrecion de mucinas acidas y neutras por las celulas caliciformes. Estos hallazgos sugieren explicaciones de algunas alteraciones que se producen en el sindrome de diarrea pos-destete y contribuyen a explicar su fisiopatologia. Palabras clave: celulas caliciformes, histopatologia, histoquimica, intestino, porcinos. Resumo Introducao: actualmente e desconhecido o efeito do lipopolissacarideo (LPS) de Escherichia coli sobre a quantidade de celulas caliciformes, sobre a secrecao de mucinas em diferentes regioes do intestino em porcos durante o periodo de pos-desmame e se o padrao de distribuicao das mucinas esta relacionado com o desenvolvimento de enterite. Objetivo: determinar o efeito da LPS de E. coli sobre a secrecao de mucinas no intestino de leitoes recem desmamados. Metodos: foi realizado um estudo experimental com 52 leitoes desmamados aos 21 dias, que foram alimentados com uma dieta basal adicionada com quatro niveis de LPS (0,0, 0,3, 0,5 y 1,0 μg/mg) durante 10 dias. Os porcos foram sacrificados os dias 1, 5, 7 e 10 pos-desmame para tirar amostras de intestino delgado e grosso, realizar coloracoes histoquimicas, calcular a quantidade de celulas caliciformes e o tipo de mucinas acidas sulfatadas, nao sulfatadas e neutras por elas produzidas. Resultados: observou-se que ao numero de celulas caliciformes que expressaram mucinas acidas nos diferentes tempos do periodo pos-desmame, apresentaram uma diminuicao da secrecao de mucinas acidas no quinto dia, com posterior recuperacao dos parâmetros os dias 7 e 10 Independentemente da dose de LPS disso. Ao contrario, as mucinas neutras incrementaram o dia 5 com uma posterior diminuicao os dias 7 e 10 pos-desmame. Ao comparar as dietas experimentais, observou-se uma diminuicao do numero de celulas caliciformes secretando os diferentes tipos de mucinas a doses maiores de LPS, principalmente com a dieta dois (D2: 0,5 mg LPS/mg comida). Conclusoes: o desmame aos 21 dias e a adicao de LPS de E. coli na dieta, gera mudancas na secrecao de mucinas, afetam a integridade do epitelio e o balanco entre a secrecao de mucinas acidas e neutras pelas celulas caliciformes; isto modela algumas alteracoes que se produzem no sindrome de diarreia pos-desmame e contribui a explicar a sua fisiopatologia. Palavras chave: celulas caliciformes, histopatologia, histoquimica, intestino, porcinos.

El lipopolisacárido de Escherichia coli afecta la secreción de mucinas intestinales en cerdos destetados

Summary Background: to the best of our knowledge, the effects of lipopolysaccharide (LPS) from Escherichia coli on goblet cells and intestinal mucin secretion of weaned pigs has not been reported, and it is unknown whether these effects could trigger enteritis. Objective: to determine the effect of E. coli LPS on intestinal mucin secretion in weaning piglets. Methods: fifty-two piglets weaned at 21 days of age were fed a basal diet supplemented with four LPS levels (0.0, 0.3, 0.5, and 1.0 μg/mg) during 10 days. Piglets were slaughtered on days 1, 5, 7, and 10 post-weaning and samples of small and large intestine were taken for histochemical staining to determine goblet cell population and type of mucins produced (acidic, sulphated, non-sulphated, or neutral). Results: acidic mucin was reduced on day 5 post-weaning independently of the dietary LPS level supplied to piglets. Recovery of acidic mucins was observed during days 7 and 10 post-weaning. Neutral mucins increased on day 5 and decreased on days 7 and 10 post-weaning. High LPS levels decreased goblet cells population and secretion of all types of mucins. This effect was remarkably high for diet two (D2: 0.5 mg LPS/mg food). Conclusions: early weaning (21 d) and LPS addition to the diet affect mucin secretion and intestinal epithelium integrity by modifying goblet cell populations and their balance between acidic and neutral mucin secretion. These findings explain some abnormalities related with post-weaning diarrhea syndrome and help to explain its pathophysiology. Keywords: goblet cells, histochemistry, histopathology, intestine, pigs. Resumen Antecedentes: actualmente se desconoce el efecto del lipopolisacarido (LPS) de Escherichia coli sobre la cantidad de celulas caliciformes y la secrecion de mucinas en diferentes regiones del intestino en cerdos durante el periodo pos-destete. Tampoco se ha descrito si cambios en la distribucion de las mucinas en el intestino estan relacionados con el desarrollo de enteritis. Objetivo: determinar el efecto del LPS de E. coli sobre la secrecion de mucinas en el intestino de lechones recien destetados. Metodos: cincuenta y dos lechones destetados a los 21 dias fueron alimentados con una dieta basal adicionada con cuatro niveles de LPS (0,0, 0,3, 0,5 y 1,0 μg/mg) durante 10 dias. Los cerdos se sacrificaron los dias 1, 5, 7 y 10 pos-destete y se tomaron muestras de intestino delgado y colon para realizar coloraciones histoquimicas, que permitieran calcular la cantidad de celulas caliciformes y el tipo de mucinas acidas sulfatadas, no sulfatadas o neutras por ellas producidas. Resultados: la produccion de mucinas acidas en las celulas caliciformes se redujo el dia 5 del periodo pos-destete, con posterior restauracion de los parametros a los dias 7 y 10 e independientemente de la dosis de LPS suministrada en la dieta. En contraste, la produccion de mucinas neutras aumento en el dia 5 y disminuyo en los dias 7 y 10 del periodo pos-destete. Al comparar las dietas experimentales, se observo que dosis mayores de LPS, disminuyen el numero de celulas caliciformes y la secrecion de los diferentes tipos de mucinas. Este efecto fue mas marcado con la dieta dos (D2: 0,5 mg de LPS/mg de alimento). Conclusiones: el destete a los 21 dias y la adicion LPS de E. coli a la dieta generan cambios en la secrecion de mucinas, afectan la integridad del epitelio y el balance entre la secrecion de mucinas acidas y neutras por las celulas caliciformes. Estos hallazgos sugieren explicaciones de algunas alteraciones que se producen en el sindrome de diarrea pos-destete y contribuyen a explicar su fisiopatologia. Palabras clave: celulas caliciformes, histopatologia, histoquimica, intestino, porcinos. Resumo Introducao: actualmente e desconhecido o efeito do lipopolissacarideo (LPS) de Escherichia coli sobre a quantidade de celulas caliciformes, sobre a secrecao de mucinas em diferentes regioes do intestino em porcos durante o periodo de pos-desmame e se o padrao de distribuicao das mucinas esta relacionado com o desenvolvimento de enterite. Objetivo: determinar o efeito da LPS de E. coli sobre a secrecao de mucinas no intestino de leitoes recem desmamados. Metodos: foi realizado um estudo experimental com 52 leitoes desmamados aos 21 dias, que foram alimentados com uma dieta basal adicionada com quatro niveis de LPS (0,0, 0,3, 0,5 y 1,0 μg/mg) durante 10 dias. Os porcos foram sacrificados os dias 1, 5, 7 e 10 pos-desmame para tirar amostras de intestino delgado e grosso, realizar coloracoes histoquimicas, calcular a quantidade de celulas caliciformes e o tipo de mucinas acidas sulfatadas, nao sulfatadas e neutras por elas produzidas. Resultados: observou-se que ao numero de celulas caliciformes que expressaram mucinas acidas nos diferentes tempos do periodo pos-desmame, apresentaram uma diminuicao da secrecao de mucinas acidas no quinto dia, com posterior recuperacao dos parâmetros os dias 7 e 10 Independentemente da dose de LPS disso. Ao contrario, as mucinas neutras incrementaram o dia 5 com uma posterior diminuicao os dias 7 e 10 pos-desmame. Ao comparar as dietas experimentais, observou-se uma diminuicao do numero de celulas caliciformes secretando os diferentes tipos de mucinas a doses maiores de LPS, principalmente com a dieta dois (D2: 0,5 mg LPS/mg comida). Conclusoes: o desmame aos 21 dias e a adicao de LPS de E. coli na dieta, gera mudancas na secrecao de mucinas, afetam a integridade do epitelio e o balanco entre a secrecao de mucinas acidas e neutras pelas celulas caliciformes; isto modela algumas alteracoes que se produzem no sindrome de diarreia pos-desmame e contribui a explicar a sua fisiopatologia. Palavras chave: celulas caliciformes, histopatologia, histoquimica, intestino, porcinos.