Mechanisms involved in motor responses of the rat small intestine in healthy conditions and after Trichinella Spiralis infection

Abstract

El objetivo de este estudio es evaluar los mecanismos neurales y musculares implicados en la contracción y la relajación del músculo longitudinal del intestino delgado de rata en condiciones control y tras la infestación con Trichinella spiralis. Los segmentos del yeyuno y el íleon de ratas sanas e infestadas se montaron en un baño de órganos. Bajo estas condiciones se ha estudiado la contractilidad intestinal frente a la adición de agonistas y la respuesta motora a los neurotransmisores liberados por estimulación eléctrica de campo.<br/>1. Grupo control. Los mecanismos implicados en la respuesta a dos principales donadores de óxido nítrico (NO), nitroprusiato sódico - SNP y morpholinosydnonimine hydrochloride - SIN-1, han sido caracterizados y comparados con las respuestas del neurotransmisor nitrérgico endógeno sobre el músculo longitudinal del íleon de rata. Además, intentamos determinar si la incubación prolongada y en exceso de NO puede, por sí misma, producir cambios en las respuestas contráctiles a sustancias que actúan esencialmente al nivel muscular. La implicación del calcio intra y extracelular bajo estas condiciones también ha sido evaluada. La respuesta que induce el neurotransmisor nitrérgico endógeno muestra grandes similitudes con la que provoca SNP pero difiere marcadamente de la respuesta provocada por SIN-1. El NO exógeno no modifica los mecanismos involucrados en las respuestas contráctiles inducidas por acetilcolina, sustancia P y KCl, incluyendo las funciones del calcio implicadas en estas respuestas.<br/>2. Ratas infectadas con Trichinella spiralis. Estudiamos las alteraciones funcionales y morfológicas tanto en los segmentos inflamados del intestino delgado como en los no inflamados y libres de larvas de las ratas infestadas con Trichinella spiralis a diferentes tiempos posinfección. Cuando la infestación de la rata se lleve a cabo por administración oral de las larvas de T. spiralis, el parásito coloniza la parte proximal del intestino delgado -duodeno y yeyuno, pero no alcanza el íleon. De esta manera pudimos estudiar tanto los segmentos inflamados (yeyuno) como los no-inflamados y libres de larvas (íleon) del intestino delgado. Nuestros resultados evidencian que los cambios provocados por la infestación con T. spiralis ocurren en ambas partes del intestino. Los cambios más destacados se observaron en las respuestas motoras (contracciones y relajaciones) de los segmentos no infestados del íleon. Además, algunos de los cambios morfológicos y funcionales persistieron después de la completa desaparición de las evidencias histopatológicas de inflamación (hasta el día 72 de pos-infección)..

Cilj ove studije je bio da analizira neuralne i muskularne mehanizme koji u_estvuju u kontrakcijama i relaksacijama longitudinalnog mi_i_a tankog crijeva pacova u kontrolnom uvjetima i nakon infekcije sa larvama Trichinelle spiralis. Odgovori integralnih segmenata pacovskog jejunuma i ileuma od zdravih i infestiranih pacova su bili studirani u organskom kupatilu. Motorni odgovor mi_i_a tankog crijeva induciran razli_itim agonistima i/ili elektri_nom stimulacijom (EFS) pod ovim uslovima je bio tema ove studije.<br/>1 Kontrolna grupa. U prvom djelu analizirali smo mehanizme koji u_estvuju u odgovoru koji provociraju dva glavna donora nitri_nog oksida (NO), Na-nitroprusid (SNP) i morpholinosydnonimin hydrochlorid (SIN-1), u kontaktu sa longitudinalnim mi_i_em pacovskog ileuma. Mahanizmi ovih odgovora su bili karakterizirani i potom komparirani sa endogenim odgovorima nitri_nog neurotransmitora (provocirani sa EFS) koriste_i isti preparat. Tako_er smo poku_ali da ustanovimo da li bi prolongirana inkubacija sa NO ili sam NO u suvi_ku mogli inducirati promjene u kontrakcijama provociranim sa supstancijama koje eksluzivno djeluju na nivou glatke muskulature. Pod tim okolnostima mobilnost kalcijuma u glatkomi_i_noj _eliji ileuma tako_er je bila tema ove studije. Odgovori od endogenog nitri_nog neurotransmitora, oslobo_enog iz enteri_nih nerava, pokazuju veliku sli_nost sa odgovorima provociranim sa SNP ali ne i sa SIN-1. Egzogeno dodati NO nisu modificirali mehanizme implicirane u kontrakcijama provociranim sa acetilholinom, substancijom P ili KCl, uklju_uju_i tu i kalcijumovu mobilnost induciranu ovim agonistima.<br/>2. Pacovi zarazeni sa Trichinellom spiralis. U drugom djelu izu_avali smo funkcionalne i morfolo_ke promjene u inflamatornim i upalom ne zahva_enim segmentima tankog crijeva pacova tokom upalnog procesa i u post-upalnom periodu. Da bi smo inducirali upalu izabrali samo eksperimentalni model infestiranih pacovima sa Trichinellom spiralis. Kada se pacovima larve T. spiralis daju per oralno, paraziti nastanjuju proksimalni dio tankog cijeva pacova - duodenum i jejunum, ali ne dose_u ileum. Na ovaj na_in bili smo u mogu_nosti da studiramo upalom zahva_ene dijelove tankog crijeva, kao na primjer jejunum, kao i djelove bez upalnih procesa i bez prisustva parazita koriste_i intestinalne segmente ileuma. Na_i rezultati su dokazali da promjene inducirane sa T. spirals zahvataju i parazit-negativna podrucja bez indikacija upale kao i parazit-pozitivna podrucja sa izra_enom upalom, kao i to da najizra_enije promjene u kontraktilnim i relaksatornim odgovorima su uo_ene u neupaljenim segmentima ileuma. Neke od morfolo_kih i funkcionalnih promjena su bile prisutne dugo nakon nestanka histopatolo_kih znakova inflamacije i trajale su _ak do 72. dana nakon infestacije pacova.

The objective of this study is to analyze neural and muscular mechanisms involved in contraction and relaxation of the longitudinal muscle of the rat small intestine in healthy conditions and after Trichinella spiralis infection. Whole thickness preparations taken from jejunum and ileum of both healthy and Trichinella spiralis-infected rats were mounted in a muscle bath. In such conditions motor responses elicited by agonist addition or by electric field stimulation (EFS) induced release of endogenous neurotransmitters were studied. <br/>1. Healthy animals. The mechanisms mediating the response to two main nitric oxide (NO) donors, sodium nitroprusside (SNP) and morpholinosydnonimine hydrochloride (SIN-1), have been characterized and compared with the responses to endogenous nitrergic transmitter in the longitudinal smooth muscle of the rat ileum. Moreover, we also tried to determine if prolonged incubation and an excess of NO might produce by itself changes in the contractile responses to substances that act essentially at muscular level. The calcium-handling properties of the ileal smooth muscle in these conditions were also evaluated. The response to the nitrergic transmitter released from the enteric nerves bears great similarities with that caused by SNP but not by SIN-1. Exogenously added NO does not modify the pathways involved in acetylcholine-, substance P- and KCl-induced contractions, including the calcium flows involved in these responses.<br/>2. Trichinella spiralis infected rats. We studied the time course of functional and morphological changes in both inflamed worm-positive and non-inflamed worm-negative intestinal segments of Trichinella Spiralis infected rats at different times post infection. When T. spiralis larvae are given orally, the parasite colonises the rat proximal small intestine - the duodenum and the jejunum but does not reach the ileum. Thus, in our study indeed both inflamed (jejunum) and non-inflamed (ileum) intestinal segments. Our results have provided evidence that changes provoked by T. spirals infection occur in both worm-free non-inflamed and worm-positive inflamed tissue, with the most prominent changes in contractile and relaxation responses in the uninfected ileal segments. Moreover, some of the morphological and functional changes persisted long after the complete recovery of the histopathological evidence of inflammation (until day 72 post-infection)