Morphometric study of the small intestinal mucosa in young, adult, and old rats submitted to protein deficiency and rehabilitation

Linear and stereological morphometric methods were applied to the jejunal and ileal mucosa of young, adult, and old male Wistar rats submitted to protein deficiency and rehabilitation. The animals were fed ad libitum a 2% casein diet during 42 days and then received a 20% casein diet for 30 days. Food intake, body weights, and plasma protein concentrations were recorded. In the young protein deficient rats values of mucosal height, surface area, and volume of the lamina propria were significantly lower than those of their age controls in both jejunum and ileum. In adults the differences were less marked and in the old rats all parameters were found to be unaltered by the protein deficient diet. The surface-to-volume ratio showed no significant differences between control and protein deficient in all three age groups, meaning that villus pattern did not change with protein deficiency. On rehabilitation, a striking difference between jejunum and ileum was observed in the young rats; all parameters returned to control levels in the jejunum, while they remained lower than those of their controls in the ileum.

Effects of corn replacement by sorghum in broiler diets on performance and intestinal mucosa integrity

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Histomorphometric study of role of lactoferrin in atrophy of the intestinal mucosa of rats

The purpose of this work was to study the effects of oral administration of lactoferrin (Lf) in rats subjected to atrophy of the small intestine induced by a diet based on soy protein concentrate as the main protein source. We used 24 male Wistar rats aged 40 days, kept in individual cages under appropriate conditions of temperature, light and humidity. The animals were divided into four groups (n = 6); 1) group SL received soy-based food and, once a day, a supplement of 200mg/kg of Lf administered by gavage; 2) group Si received the soy feed without supplement of Lf; 3) group CL received a diet based on casein plus Lf; 4) group Ci received the casein diet without supplement of Lf. At the end of fifteen days, a 10 mm segment of the initial portion of the small intestine was sectioned and subjected to morphometry of the intestinal crypts and villi and assessment of the number and size of myofibroblasts. Comparison between groups showed that the length of the villi was similar in groups Ci and CL and higher in CL than in SL; SL than in Si, in Ci than in SL, and in Ci than in Si to Ci. The crypt depth was similar in SL and CL, SL and Ci and Ci and CL and was higher in Si than in Ci and in Si than in SL. The number of myofibroblasts was higher in SL than in CL, in SL than in Si, in CL than in Ci, and in SL than in and Ci; between Ci and Si there was no difference. The area of myofibroblasts was similar between the groups SL and CL and Si and Ci and higher in SL than in Si, and in Cl than in and Ci, and in SL than in Ci. All statistical analysis assumed significance when p < 0.05. From these results, we conclude that lactoferrin increases the number and size of the pericrypt myofibroblasts and stimulates rapidly the regeneration of atrophied villi.

B Lymphocyte-Induced Maturation Protein-1 Contributes to Intestinal Mucosa Homeostasis by Limiting the Number of IL-17-Producing CD4(+) T Cells

The transcription factor B lymphocyte induced maturation protein-1 (Blimp-1) plays important roles in embryonic development and immunity. Blimp-1 is required for the differentiation of plasma cells, and mice with T cell specific deletion of Blimp-1 (Blimp-1CKO mice) develop a fatal inflammatory response in the colon. Previous work demonstrated that lack of Blimp-1 in CD4(+) and CD8(+) T cells leads to intrinsic functional defects, but little is known about the functional role of Blimp-1 in regulating differentiation of Th cells in vivo and their contribution to the chronic intestinal inflammation observed in the Blimp1CKO mice. In this study, we show that Blimp-1 is required to restrain the production of the inflammatory cytokine IL-17 by Th cells in vivo. Blimp-1CKO mice have greater numbers of IL-17 producing TCR beta(+)CD4(+)cells in lymphoid organs and in the intestinal mucosa. The increase in IL-17 producing cells was not restored to normal levels in wild-type and Blimp-1CKO mixed bone marrow chimeric mice, suggesting an intrinsic role for Blimp-1 in constraining the production of IL-17 in vivo. The observation that Blimp-1 deficient CD4(+) T cells are more prone to differentiate into IL-17(+)/IFN-gamma(+) cells and cause severe colitis when transferred to Rag1-deficient mice provides further evidence that Blimp-1 represses IL-17 production. Analysis of Blimp-1 expression at the single cell level during Th differentiation reveals that Blimp-1 expression is induced in Th1 and Th2 but repressed by TGF-beta in Th17 cells. Collectively, the results described here establish a new role for Blimp-1 in regulating IL-17 production in vivo. The Journal of Immunology, 2012,189: 5682-5693.

Compartmentalised expression of meprin in small intestinal mucosa: enhanced expression in lamina propria in coeliac disease

Epithelial cells in the human small intestine express meprin, an astacin-like metalloprotease, which accumulates normally at the brush border membrane and in the gut lumen. Therefore, meprin is targeted towards luminal components. In coeliac disease patients, peptides from ingested cereals trigger mucosal inflammation in the small intestine, disrupting epithelial cell differentiation and function. Using in situ hybridisation on duodenal tissue sections, we observed a marked shift of meprin mRNA expression from epithelial cells, the predominant expression site in normal mucosa, to lamina propria leukocytes in coeliac disease. Meprin thereby gains access to the substrate repertoire present beneath the epithelium.

Binding studies on isolated porcine small intestinal mucosa and in vitro toxicity studies reveal lack of effect of C. perfringens beta-toxin on the porcine intestinal epithelium

Beta-toxin (CPB) is the essential virulence factor of C. perfringens type C causing necrotizing enteritis (NE) in different hosts. Using a pig infection model, we showed that CPB targets small intestinal endothelial cells. Its effect on the porcine intestinal epithelium, however, could not be adequately investigated by this approach. Using porcine neonatal jejunal explants and cryosections, we performed in situ binding studies with CPB. We confirmed binding of CPB to endothelial but could not detect binding to epithelial cells. In contrast, the intact epithelial layer inhibited CPB penetration into deeper intestinal layers. CPB failed to induce cytopathic effects in cultured polarized porcine intestinal epithelial cells (IPEC-J2) and primary jejunal epithelial cells. C. perfringens type C culture supernatants were toxic for cell cultures. This, however, was not inhibited by CPB neutralization. Our results show that, in the porcine small intestine, CPB primarily targets endothelial cells and does not bind to epithelial cells. An intact intestinal epithelial layer prevents CPB diffusion into underlying tissue and CPB alone does not cause direct damage to intestinal epithelial cells. Additional factors might be involved in the early epithelial damage which is needed for CPB diffusion towards its endothelial targets in the small intestine.

Adaptação digestiva com duodenal switch parcial em pacientes diabéticos e com IMC<35 Kg/m2. Análise da resposta clínica, laboratorial, enterohormonal e da expressão do gene p53 na mucosa intestinal

O diabetes mellitus tipo 2 (DM2) é uma doença de prevalência crescente na população mundial, sendo associado ao aumento de diversas comorbidades. A relação entre o trato digestivo e o DM2 tem sido fortalecida a partir dos resultados das diferentes cirurgias metabólicas frente à remissão do distúrbio endócrino. Alterações morfológicas hipertróficas no epitélio intestinal são percebidas nos estágios iniciais da doença e parece ter papel primordial na instalação da hiperglicemia crônica. O gene p53 participa ativamente dos processos de regulação do crescimento epitelial intestinal e pode sofrer alteração de sua expressão em estados diabéticos. Objetiva-se avaliar os resultados clínicos e laboratoriais de pacientes DM2 e com índice de Massa Corpórea (IMC) >25 e <35 Kg/m2 submetidos a cirurgia metabólica denominada adaptação digestiva com duodenal switch parcial (DSP) e avaliar o comportamento da expressão do gene p53 na mucosa intestinal no período pré e pós-operatório. Nove pacientes DM2, com IMC<35Kg/m2 foram operados pela técnica DSP. Biópsias de duodeno e íleo foram colhidas no estado diabético (pré e transoperatório respectivamente) e, 3 meses após a cirurgia, através de endoscopia digestiva alta. Foram comparados os dados de evolução antropométrica (IMC) e laboratorial no período pré e pós-operatório. Através do método enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) foram determinados os níveis dos entero-hormônios glucagon-like peptide-1 (GLP-1) e glucose-dependent insulinotropic peptide (GIP), no pré e pós-operatório, em jejum e pós-prandial nos períodos 30',60',90' e 120'. A expressão do gene p53, foi avaliada por real time polymerase chain reaction (qrt-PCR) e western blot, nos dois diferentes momentos. As variáveis: glicemia de jejum e pós-prandial (2 horas), trigliceridemia de jejum, hemoglobina glicada (HbAc1) e peptídeo C foram analisadas. As médias dos parâmetros laboratoriais foram comparadas pela análise multivariada ANOVA e após teste-Tukey. A média de expressão relativa do gene p53 foi comparada nos dois períodos pelo teste t-student. Os resultados evidenciaram que entre maio e dezembro de 2010, nove pacientes (4 homens, 5 mulheres) DM2 e com IMC entre 26 e 34Kg/m2 foram submetidos a DSP. A média de IMC do grupo operado foi de 31,3. Houve queda do IMC média de 23% após um ano. Houve queda significativa (p<0,05) nos níveis de triglicerídeos, glicemia de jejum e pós-prandial (2 horas), HbA1c assim como aumento do peptídeo-C (p<0,05), quando comparados os períodos pré e pós-operatório. Os níveis séricos de GLP-1 foram significativamente maiores no pós-operatório (p<0,05), tanto em jejum como pós-prandial sendo que houve diminuição dos níveis de GIP, contudo sem significância estatística. O gene p53 sofreu aumento significativo de sua expressão relativa (qrt-PCR)(p<0,05) no período pós-operatório na mucosa duodenal e uma tendência de aumento no íleo, contudo sem significância estatística. A análise da expressão ao nível proteico foi bem sucedida somente no íleo, também mostrando tendência de aumento. Concluí-se que a DSP foi capaz de controlar satisfatoriamente o DM2 em pacientes com IMC<35 Kg/m2. Houve aumento da secreção de GLP-1 e tendência de diminuição do GIP. Houve aumento da expressão do p53 na mucosa intestinal, no período pós-operatório, após o controle do diabetes, quando comparada ao período pré-operatório.

Diversion of intestinal flow decreases the numbers of interleukin 4 secreting and interferon gamma secreting T lymphocytes in small bowel mucosa.

BACKGROUND/AIMS: The intestinal immune system faces large amounts of antigens, and its regulation is tightly balanced by cytokines. In this study, the effect of intestinal flow diversion on spontaneous secretion of interleukin (IL)-4 and interferon (IFN)- gamma was analysed. METHODS: Eight patients (two with Crohn's disease, four with ulcerative colitis, and two with previous colon cancer) carrying a double lumen small bowel stoma after a total colectomy procedure were included in the study. For each patient, eight biopsy samples were taken endoscopically from both the diverted and non-diverted part of the small bowel. Intraepithelial lymphocytes (IELs) and lamina propria lymphocytes (LPLs) were isolated separately and assayed for numbers of cells spontaneously secreting IL-4 and/or IFN-gamma by an ELISPOT technique. RESULTS: Compared with the non-diverted mucosa, a significant decrease in the number of spontaneously IFN-gamma secreting CD3 lymphocytes was observed in the diverted small bowel mucosa among both IELs (p = 0.008) and LPLs (p = 0.007). The same results, although less significant, were obtained for IL-4, especially in LPLs (p = 0.01). CONCLUSION: The intestinal content influences the spontaneous secretion of IFN-gamma and IL-4 by intestinal lymphocytes. These results could help to elucidate the anti-inflammatory role of split ileostomy in patients suffering from inflammatory bowel diseases.

Efeitos do espaço de alojamento e da idade sobre desenvolvimento, integridade e proteção da mucosa intestinal de frangos de corte

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Hidrolisados protéicos de mucosa intestinal, levedura e proteína isolada de soja em dietas com leite em pó integral para leitões desmamados

Avaliou-se o efeito da substituição parcial do farelo de soja (FS) por hidrolisado protéico do conteúdo celular de levedura (HPCCL), proteína isolada de soja (PIS) ou hidrolisado protéico de mucosa intestinal de suínos (HPMIS) em dietas com leite em pó integral (LPI) sobre o desempenho, os níveis séricos de uréia e a incidência de diarréia em leitões desmamados. Foram utilizados 40 leitões desmamados aos 21 dias de idade (20 machos castrados e 20 fêmeas), distribuídos em delineamento em blocos ao acaso, com cinco tratamentos (dietas) e oito repetições. As dietas foram fornecidas em três fases, de acordo com a idade dos animais: fase pré-inicial 1 (21 aos 35 dias de idade): dieta à base de milho e farelo de soja (FS); dieta com 15,0% LPI; dieta com 15,0% LPI + 3,5% HPMIS; dieta com 15,0% LPI + 5,0% de PIS; dieta com 15,0% LPI + 5,0% HPCCL. Na fase pré-inicial 2 (36 aos 49 dias de idade), foi mantida a dieta à base de milho e farelo de soja e o LPI foi reduzido para 7,5% em todas as dietas, o HPMIS para 1,5%, a PIS para 4% e o HPCCL foi mantido em 5%. Na fase inicial (50 aos 70 dias de idade), foi mantida a dieta à base de milho e farelo de soja, o LPI foi retirado de todas as dietas e os animais que nas fases pré-inicial 1 e 2 foram alimentados com as dietas contendo LPI e LPI + HPMIS passaram a ser alimentados com a dieta à base de milho e farelo de soja; a PIS foi reduzida para 3% e o HPCCL para 2,5%. No período de 21 a 35 dias, a dieta LPI + PIS proporcionou maior ganho diário de peso e melhor conversão alimentar. Nas fases seguintes, não houve diferença no desempenho entre as dietas. Até cinco dias após o desmame, os animais alimentados com as rações FS e LPI + PIS apresentaram menor índice de diarréia. Os níveis séricos de uréia não foram influenciados pelas dietas. A utilização de PIS, HPMIS e HPCCL em dietas complexas contendo leite em pó pode consistir em alternativa biologicamente viável em dietas para leitões.

Nucleotídeos na dieta de frangos de corte e seus efeitos sobre taxa de turnover da mucosa intestinal antes e após lesões causadas por coccidiose

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Glutamina e turnover do carbono da mucosa intestinal de leitões desmamados

Um experimento foi conduzido para verificar a influência da glutamina no turnover do carbono na mucosa intestinal de leitões desmamados. Nove matrizes receberam dietas compostas basicamente de plantas do ciclo fotossintético C4 durante toda a gestação (d‰13C = 17,12) e lactação (d‰13C = -19,26). Os leitões foram desmamados aos 21 dias de idade e 68 deles foram alimentados com ração composta de plantas do ciclo fotossintético C3 (d‰13C = -25,12). Os leitões foram aleatoriamente distribuídos em duas dietas: uma sem suplementação de glutamina; e outra suplementada com 1% de glutamina. Aos 0; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 8; 11; 15, 20; 29 e 46 dias pós-desmame, dois leitões de cada dieta foram abatidos para coleta de amostras da mucosa intestinal, que foram analisadas quanto à composição isotópica de d‰13C e mensurada a velocidade de substituição do carbono no tempo. Os valores da meia-vida do carbono para a mucosa intestinal foram de 6,0 e 3,5 dias para as dietas controle e com glutamina, respectivamente. A glutamina acelerou a velocidade de substituição do carbono na mucosa intestinal, evidenciando sua ação benéfica na recuperação da estrutura do intestino após o desmame.

Avaliação histopatológica e imunológica da mucosa intestinal de aves tratadas com Lactobacillus spp. desfiadas com Salmonella Enteritidis

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliação do desempenho zootécnico, da função da mucosa intestinal e da microbiota ileal quando da substituição do milho pelo sorgo na ração de frangos de corte

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)