Alteraciones histopatológicas en miocardio y pulmón de conejos inoculados con las toxinas del Clostridium perfringens tipo A

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(1)ALTERACIONES HISTOPATOLOGICAS EN MIOCARDIO Y PULMON DE CONEJOS INOCULADOS CON LAS TOXINAS DEL CLOSTRIDIUM PERFRINGENS TIPO A* Refl.1 Neira R •• Rosana de eernal Judith Figueroa R. 1 RESUMEN. 3 REVISION DE LITERATURA. La enterotoxma produclda por el Clostndlum per fnngens tlpO A (NCTC 8798) causa severos danos en algunos 6rganos y teJldos de los antmales domestlcos y del hombre Sm embargo, prevalecen muchos mte. EI QosmdlUm per/rmgens (welchu), ha sldo ciasl ficado en cmco grupos tOXlgerucos (I) Las toxmas producldas en mayor proporclon por el tlPO A son la alfatoxma y la enterotoxma La pnmera es una Ie cltmasa y fosfolJpasa C con accI6n hemohtlca necro sante y letal (2) La acclon de la alfatoxma se relaclO na con la desmtegraclon de los compleJos protema lecltma en la superficle de los entroCltos pudlendo prodUClf hemohsls mtravascular maslva (7) La lecltl nasa actua sobre la lecltma descompomendola en fos fonI cohna y dlghcendo (15) La enterotoxma es vasodIlatadora productora de entemas de shock de leslones mtestmales de altera cion de la permeabIlldad capt/ar y dailos a Dlvel de membranas celuJares (6 10 11 14) Entre otras toxmas presentes estan la Theta con acuvldad hemohtlca la Eta necrosante y letal, la Kappa que es una colagenasa la Nu con accl6n de desoxmbonucIeasa y la Mu que es una htaluTOmdasa (3) La aCCIOn de la Enterotoxma ha sldo estudtada exhaustlvamente al admmlstrarla por via oral en pn mates, oymos, conejos y ratones en los cuales produ ce dlarrea y en algunos casos v6mlto (4, 16 27) La moculaclon mtravenosa en ovmos produce los slgUlentes camblOs htstopatologIcos htpercrrua en m testmo delgado y clego, edema en gangllos Imfatlcos mesentencos perdlda del eplteho de la mucosa y ede rna de In submucosa mtestmal y leslOnes vasculares (congestIon edema) en SIstemas resplratono y neMO so central (12) ) En boYmos moculados experunentaJrnente se ob serva lascltud y dlsnea n.ii6n y bazo congeshonados, htdropencardtus, edema pulmonar y engrosarruento de Ia lamma propla de la mucosa mtesunal (13) En los eqwnos edema y congestIOn de los septos mtera!. rrogantes sobre su mecarusmo de aCClon, raz6n por la cual se estudlaron en eI presente trabaJo sus efectos sobre el mIOcardlo y pulm6n de concJos Las marufestacIOnes chrucas observadas post mo culaclon, conslstleron en lascltud, secreclon nasal bIlateral de conslstencla serosa, dlsnea, decatmlento y dlarrea En el anallSls rustopatologlco del pulmon se obser v6 enfisema, edema, hgera mfiltracIOn penvascular mononuclear, engrosamlento de los septos mteralveo lares por congestIOn con presencIa de celulas mflama tonas de tlpo mononuclear EI rruocardlo presento perdlda parcIal de las es tnaclones, degeneraclOn parenquunatosa separaCIOn y ruptura de fibras musculares, edema y en algunos casos areas de necrosIs coagulauva compatIbles con mfartos. 2. INTRODUCCION En vanos trabaJos se ha eVldenclado que la entero tOXlDa produclda por el QosmdlUm per/nngem trpo A, causa danos severos en algunos organos y teJldos de los arumales domesttcos y del hombre Los organos meJor estudtados corresponden al duodeno, yeyuno e Jle6n, tambu:n se han estudlado suficlentemente las respuestas mtradermlcas Sm embargo, prevalecen muchos mterrogantes sobre su mecarusmo de aCClon, raz6n por la cual se qUlere con el presente trabaJo contnbulf a esclarecer los efectos patol6glcos de esta toxina sobre el mIOcardlo y el pulmon de conejos moculados por via endovenosa •. Vetennart asl Instltuto Colomb,sn o Agropecuaroo Contribuc I6n del Program a Patologfa Toxlcolog la (D,v,s,On de C,enclas d Naclonal ICA y de /a Facultad de Clenelss Departam enlo de BlOlogls Umverslda 'a Laboralor 0 de Investigaciones Medlcas Veter Respectlvamente M~dlco Vetennan o M S Programa Patolog a To"'colog gJ y 81010g3 M.crob.610Qa M S Facultad de 8 0 narlas. Instltuto Colombla no AgropecuaTlo A A 29743 Bogota Dacte"Olo log(o Unlversldad Naclonal da Colombia A A 23227 809016. 525.

(2) veolares, mfiltracI6n Imfocltlca en mucosa y submu cosa mtestmal y mlocardltls multi focal de ttpo mono nuclear (5) 4 MATERIALES Y METODOS EI presente trabaJo se reallzo en la Facultad de Me dlcma Yetennana de la UmvefSldad NaclOnal de Bo gota y en el Laboratono de InvestigaciOnes Medlcas Yetermanas (LIMY) del Instltuto Colomblano Agro pecuano Bogota La obtenciOn de extractos toxlgemcos ncos en enterotoxma se logro a parhr de cultlvoS maSlVOS de Oosmdlll7ll perlnllgells tlPO A (NCTC 8798) em pleando el medlo de cultlvo descnto por Mayorga y colaboradores (8) Los CUltlVOS que presentaron op tIma esporulaclOn fueron preclpltados con el 10% de soluclOn saturada de alumbre Este preclpltado fue recogtdo centnfugado y sometldo postenormente a hSls por congelaclOn y descongelaclOn suceslvamen te EI sobrenadante obtemdo de las IlSls contema las toxmas con I 45 mglml de protetna La moculacl6n de 05 ml de extra\,to toxlgemco por Vta endovenosa en raton Ie causo la muerte en 20 mmutos EI trabaJo se realJz6 en dlez coneJos, Nueva Zelanda, B1ancos, wyo peso osctlaba entre 2 000 y 2 500 g, a los cuaJes se les moculo toxma por via endovenosa en proporclOn de 0 5 ml/kg de peso corporal Se obser varon durante 24 horas al termmo de las cuales los conejos se sacnficaron mediante denervaciOn a mvel atlanto-occlPltaJ Se tomaron tragmentos de miOcardlO y pUlmon los cuales se fiJaron en soluclon de formaJma buffera da al 10'1- los cortes en el nllcrotomo se reahzaron con un espesor de sels mlcras y se colorearon con He matoxtlma Eosma (9) 5 RESULTADOS Y DISCUSION Durante las 24 horas post moculaclon, se aprecla ron las slgulentes mamfestaclOnes chrucas lascltud secreclon nasal bllateral de conslstencla serosa estor nudos frecuentes dlsnea calda del pelo elevaciOn de la temperatura corporal en un grado centlgrado dla rrea anorexia eXCltaciOn y exoftalmo Qumce mmu tos despues de la moculacl6n se presento aumento de la frecuencla cardlaca en 10 clclos/mm durante una hora a partIr de la cual hubo dlsmmuclon en 20 c/mm hasta la finalizaclOn elel expenmento Uno de los conejos moculados presento paro cardlaco al cual se Ie reaJtz6 un regtstro electrocardiOgrafico que mdl co bloqueo aunculo ventncular e Isquemta rruocardl· ca finalmente se 10gro recuperar mediante masaJes toraclcos En el examen Iustopatologlco del pulmon las aJte raclOnes mas frecuentemen te observadas fueron dtla tdclon de los espaclos aJveolares con ruptura de algu nos septos lflteralveolares constltuyendo pcqueiias areas enfisematosas (Figura I) Engrosamlento hgero de los septos tnteralveolares par congestl6n y presen cIa de celulas tnflamatonas mononucleares pnnclpal 526. mente ItnfoCltoS y macr6fagos En algunos casos sc: observ6 mfiltrac16n hnfocltana pcnvascular y disten· cl6n del espaclo penvascular par la presencia de ede rna (Flguras 2 y 3) Otros hallazgos de menor frecuen· cia conslsheron en pequeuos focos hemorraglcos e hlperplasl3 de los agregados hnfOldes pcnbronqutales En el mlOcardlo, las alteraclOnes hlstopatologJcas conslstJeron en camblos congestlvos I1geros, apanen· cia granular del sarcoplasma, perdlda parcIal de las es· tnaclOnes transversales y ruptura de fibras musculares (Figura 4) Con menos frecuencla se observ6 hgera tnfiltraclOn hnfocitana, edema y areas hemorraglcas En uno de los ammales expenmentales, el cual prescn· t6 paro cardlaco, se observ6 una zona deillmtada de necroSIS coagulatlva que se mterpreto como un peque no mfarto (Flguras 5,6) Las manifestaciones cltmcas observadas en los co· neJos tnoculados estuvleron relaclonadas pnnclpal· mente con alteraclones de los sistemas resptratono y cardIOvascular, en forma stmtlar a las descrttas en mo· culaclOnes expertmentales reahzadas en otras especles ammales, cuando se utll1z6 la via endovenosa (12, 13,15) Las alteraclones rustopatologlcas encontradas ex pllcan en parte las mamfestaclones chmcas y corrobo ran la acclOn de la enterotoxma sobre los organos estudlados A mvel pulmonar. los camblos observa dos, es poslble relaclOnarlos con acclon dlrecta de la toxma sobre las paredes vasculares, aumentando su permeablhdad e mdlrectamente como consecuencla de las alteraclones producldas par la mlsma sobre el musculo rardlaco La acclOn patologtca de la toxma sobre el mlOcar dIo se puede relaclonar con aJteraclOnes producldas dlrectamente a mvel de membranas celulares, tmPIdlendo el adecuado mtercamblo metaboltco y tradu cldo en camblOs degeneratJVos, 0 ser estos el resultado de procesos anoxlcos como consecuencla de acclOn de la toxma sobre los vasos sangumeos Es destacable la relaclOn chruca e rustopatologlca encontrada en uno de los antmales moculados, el cual presento paro cardlaco mamfestado por bloqueo aunculo ventncu· lar e Isquemla mlOcardlca en estudio electrocardlogra fico (18) y por un area deltmltada de necroSIS coagu lahva mterpretada lustologlcamente como mfarto agudo Ademas de la acclOn dnecta de la toxma sobre dlferentes organos, eXJste la poslblltdad de que parte de las aJteraclones presentadas en est os, sean la con secuenCla de danos producldos a mvel de Sistema Ner V10S0 Central, por 10 que valdna la pena profundlzar un poco mas al respecto en mvestlgaclOnes futuras y aSI poder establecer defimtlvamente el papel que esta y otras toxmas clostndlanas cstan desempeilando en la patologla alltmaJ.

(3) FIGURA 1 Pillman de un coneJo onoculado con toxonas de Clost d Uti p,,'r nq/ n s IOpO A Ob servese la dllataclon do los alveolos (a) y la ruptura de los sept os ,nteralveolares (flpchasl H E 100X. FIGURA 2 Pulmbn de un coneJo ,,\ocul.do con 10.ln8S de Clos ,r d un perlr 'gens !Opo A Vaso sangulnco IV' edema per'vascular (e) V engrosam1ento hgero de los septos mtera'veo'a res lsi H E 400X. 527.

(4) FIGURA 3 Pulmon de COnelO Inoculado con toxlnas de Closrr d urn perfr ngellS tlPO A Va so s!ngulneo (vi Infoltraclon hnfocuaron perivascular 101 V engros!mlento de los septoS onteral veolares lsi H e 400X. •. -. ..-"'1. ':I. (-:;.:r-.~-:(,----...~-.:!-~ . . C ~'V \~:-, ~"""" ~\ ... • 1~.y .i. ~~1.1'.) U l ~J'~"'."~ ~ ~ ..~ ;~_~.-/!!J . . ;~ .....), ...... '. c~~. . . . . ~. ~.~ (V,. -• .. ~"i 0"'..-' ,J...:. .... ~'. . -1(\. .. . ''':::'I ~. ........ :, ... ~. .":..... .:..r:. FIGURA 4 M,ocard,o de conelo ,noculado con tox,na. de C perfrmgens t,po A Aparrencl. granular del sarcoplasma Ig) perdlda de las estroac,ones transversales V ruptura de flbras muscu larH Iflechasl H e 400X. 528. 1. :1...............

(5) FIGURA 5 Mlocardlo de un conolo Inoculado can tOICIna5 de C perfrmgens tlpo A cardlocss Ifl aroa do necrosis do coagulaclbn (nl (lnfortol H e l00X. n. .. I. ,. ... FIGURA 6 MIocardIa de un conOID Inoculado con tD"lnSS de C perlrmgeflS IIPO A Mayor aumento de Ie FIg 5 Flbras cardlaeas (fl necrosIS de cOlgulaclbn (n) H E 400X. 529.

(6) 7 SUMMARY. 6 CONCLUSIONES A pesar de utlllzar toxlIlas senllpunficadas los re suit ados obtcmdos demuestran la acclOn dramatlLa del ('/osmdm/1/ per/rmgellS sobre los slstcmas car dlova)~ular v resplratono La toxma produce en mlocardlO, pnnclpalmentc apancncJa granular del sarcoplasma, perdlda par clal de las estnaclones transversales y ruptura dc fibras mlls~ulares y en algunos casos necrosIs coagulatlva como consecucncla de Isqueml3 mlO cardlca En pulm6n dilataclOn de los espaclos alveolarcs con ruptura de algunos septos consutuyendo pe queilas areas enfisematosas engrosamlento bgero de los septos mteralveolares por congestion c mfil traclOn leucocltana mononuclear yedema penvas cular. Las mamfestaclOnes cllmcas y los camblOs hlstopa tologIcOS son sllnilares a los descntos en mocula clones expenmentales en ovmos y bovmos. Histopathological alteratIOns of myocardIUm and lung of rabbits moculated with Closmdllllll pcrfr1llgCIIs enterotoxlIl type A The C'IostndlUm perfnngens lype A enteroloxm IS causing seyerc damages both In domeslic ammals and humans organs and tIssues Smce there arc still many questions about Its pathogenesIs It was deCided to carry out and expenmental work related to Its effects on myocardium and lung of rabbits I'arhally purtfied enterotoxin with 1,4'i mg/ml of protein was mtravenously moculated to tcn rabbits m order to study the action of ClosmdlUlII perJrmgens enlerotoxm type A Dlspnea, serous secretion diarrhea and depreSSIOn were chmcally observed Histopathological exammatlon of the lung revealed emphysema edema hght perIvascular mononuclear mfiltratIon and thIckness of the mteralveolar septa due to congestIon and mflamatory mononuclear cells It was observed on the myocardIUm partla) loss of the stndtJons cloudy swellIng splIting and rupture of the muscular fibers, edema and III some cases coagula live necroSIS compatIble with mfartIon. 8 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS. BUCHANAN R E GIBBONS N E COWAN S T HOLST j G LISTON j MURRAY R G NIVEN C F RAVIN A Wand STANIER R Bergey s Manual of determinative Bacteroology 10 ed The Williams & Company 8altlmore USA p 551 572 1974 2. CHECHUNG T and RIEMANN H Effect of heat activation b,omorph,s hemolySIS and lecltonase Act,v tv of ClostfldlUm perfrmges type A Clinical Journal of MicrobIology V 7 P 109113 1974. 3. DAVIS D R DULBECCO H NEISEN H S GINSBERG and BARRY WOOD W MicrobIology New York Medical Department Harper y Row p 829-841 1973. 4. DUNCAN C L and STRONG D H ClostridIUm perf,mgens type A Food pOIsoning Response 01 the rabbit Ileum 1S a \ nd cahon of enteropathogenlclty 01 strams 01 Clostfldrum perirmgens on monkevs Inlechons Immunology v 3 p 167170 1970. 5. FIGUEROA J Asoe ac on entre Esporo ToxIOa de CloslfldlUm perirmgem (welch,,) y Enterotoxemia Equma ITes.s de Grado Mag ster Unoversldad Javeroana 19791. 6. HAUSCHI LD A Erythemal act Vltv of the cellular enteropathogenic factor 01 Clost"dlum perirmgenr type A CanadIan Jou rnal of M crob ology v 16 no 8 p 651-654 1970. 7. ISPOLATOVSKA YA M Tvpe A ClostfldlUm perfrmgens ToxlOs In MicrobIal ToxIOs 158 1971. 8. MAYORGA E TORRES M J Y FIGUEROA J Caracterozaclon de una fraccl6n que cromatogral,camente antecede a la esporotox na del CloSffldlum perfrmgens Iwelchll) Revlsla LallnOameflcana de M,crob,olog,a Me/lco v 20 p 1324 1978. 9. MANUAL OF HISTOLOGIC STAINING METHOD OF THE ARMED FORCES INSTITUTE OF PATHOLOGY Mc Graw H" Boock Company New York 1968. 10. 530. New York AcademIc Press p 109. NIILO L The effect of EnterotoxlO 01 Clostridium welchll on the slstemlC blood pressure of sheep Research Se enee II 13 no 5 p 503504 1972. In. Veterinary.

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