Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen zum Vorkommen von Helicobacter-ähnlichen Bakterien beim Schwein unter besonderer Berücksichtigung pathohistologischer Befunde

Küblböck, Antje

Though human gastric Helicobacter spp. has been researched in depth and its pathogenesis is very much disputed, Helicobacter in particular in context with pathogenesis and transmission paths in veterinary medicine is still very unknown. Furthermore the issue querying if the Helicobacter heilmannii infection in humans is actually representing a zoonosis is attracting the interest for research of Helicobacter spp. in animals, in particular in pigs. In the first part of this study the predominant research purpose was to identify how frequent Helicobacter-like bacteria in slaughter pigs are occurring as well as to indicate in which regions of the stomach the bacteria is mostly located. Furthermore, it was investigated if Helicobacter-like bacteria trigger gastritis and if there are any gastritis differences in the individual stomach regions. In addition, possible age-dependent distinctions in colonisation topography and density of the spiral shaped bacteria as well as in the degree of gastritis in the individual parts of the stomach (Antrum pylori, Korpus, Cardia) had to be researched. A closer description of bacteria was achieved via molecular-biological methods and electron microscopy. The second part of the study was to represent a possible connection between the colonisation of Helicobacter-like bacteria in the stomach’s mucus layer and the occurrence of lesions in the stomach’s Pars nonglandularis. For this purpose samples of the Antrum pyloricum, Corpus as well as the stomach’s Cardia from 10 young pigs, 20 porkers and 10 sows were tested in the first part of this study via the Urease – Quick Test, histology, PCR and hybridisation as well as transmission electron microscopy. The sections were stained with Haematoxylin and via the Warthin-Starry method to judge the gastritis parameters as well as the colonisation density of Helicobacter-like bacteria during histology to an optimum. The analysis was carried out via the updated Sydney System coming from human medicine and via the ISMAIL-BEIGI system for the Pars nonglandularis. For a more in-depth characterization of all 40 animals, data about their owning and feeding was collected from their origins. Samples from the mentioned stomach regions of 134 porkers was analysed via histology for the second part of the study. Histological spiral bacteria were found in 37 out of 40 (92.5%) as well as in 101 out of 134 (75.4%) pigs. Out of 24 histological positive samples 15 were identified as Helicobacter spp. and 13 as Helicobacter heilmannii Type I (or Candidatus Helicobacter suis) via molecular-biological methods and electron microscopy. The glandular mucous membrane of the Cardia was identified as the strongest colonized region while no distinction between the mucous membrane of Antrum and Corpus could be found. A strong positive correlation between the colonisation density of Helicobacter-like bacteria and the degree of infected conditional parameters, in particular the activity of gastritis was identified in Antrum and Corpus during our test. However, this connection was not as significant in the Cardia testing. Age-depending distinctions were found for the localisation of bacteria: In young pigs the Cardia was predominantly affected, where as there was only one case where both other two regions were infected. While the colonisation during progressive aging hardly changed in the Cardia, it significantly increased in the Antrum and Corpus regions. Therefore the pattern of gastritis also changed. The occurrence or degree of lesions in the region of the Pars nonglandularis showed a negative correlation to the occurrence or colonisation density of bacteria in the Cardia mucous membrane. In addition, lesions of the squamous epithelium were occurring more often in pigs that showed no or just a slight Helicobacter-like bacteria colonisation in the stomach’s mucous membrane compared to animals without any lesions. Helicobacter-like bacteria in pigs also triggers a chronic active gastritis in the Corpus and Antrum area. In the Cardia region, also other factors may play an important part in the development of inflammation. During life, bacteria colonises the stomach’s mucous membrane from cranial to caudal, which makes an oral transmission most probable. There are more lesions in the Pars nonglandularis area if the Cardia’s mucous membrane shows no or just a slight colonisation with Helicobacter-like bacteria. Therefore, a certain protection affect of bacteria on the sheet epithelia is suspected.

Während gastrale Helicobacter spp. beim Menschen gut erforscht sind und ihre Pathogenität unumstritten ist, ist im Bereich der Tiermedizin, gerade was Pathogenität und Übertragungswege angeht, noch vieles ungeklärt. Auch die Frage, ob es sich bei der Helicobacter heilmannii Infektion des Menschen um eine Zoonose handelt, zieht das Interesse auf die Erforschung von Helicobacter spp. beim Tier, insbesondere beim Schwein. Im ersten Teil der Studie sollte vorwiegend erforscht werden, wie häufig eine Besiedlung mit Helicobacter-ähnlichen Bakterien bei Schlachtschweinen auftritt sowie in welchen Regionen des Magens diese Bakterien besonders häufig lokalisiert sind. Des weiteren stellte sich die Frage, ob die spiralförmigen Bakterien auch beim Schwein eine Gastritis auslösen und ob es in den einzelnen Regionen des Magens Gastritisunterschiede gibt. Weiterhin sollten mögliche altersabhängige Unterschiede in der Topographie der Kolonisation sowie in der Besiedlungsdichte mit Helicobacter-ähnlichen Bakterien und in der Ausprägung der Gastritis in den einzelnen Regionen des Magens (Antrum pylori, Korpus, Kardia) erforscht werden. Eine nähere Beschreibung der Bakterien erfolgte mittels molekularbiologischer Methoden und Elektronenmikroskopie. In einem zweiten Teil sollte ein möglicher Zusammenhang zwischen der Besiedlung der Magenschleimhaut mit Helicobacterbakterien und dem Vorkommen von Läsionen der Pars nonglandularis des Magens näher beleuchtet werden. Zu diesem Zweck wurden im ersten Teil Proben aus dem Antrum pyloricum, dem Korpus sowie der Kardia der Mägen von 10 Läuferschweinen, 20 Mastschweinen und 10 Sauen mittels Urease-Schnelltest, Histologie, PCR und Hybridisierung sowie der Transmissionselektronenmikroskopie untersucht. Um in der Histologie sowohl die Gastritisparameter als auch die Besiedlungsdichte mit Helicobacter-ähnlichen Bakterien optimal beurteilen zu können, wurden die Schnitte mit Hämatoxilin-Eosin und nach Warthin-Starry gefärbt. Die Auswertung erfolgte mittels des aus der Humanmedizin stammenden updated Sydney System bzw. für die Pars nonglandularis nach dem System von ISMAIL-BEIGI. Um die 40 Tiere näher zu charakterisieren, wurden aus den Herkunftsbetrieben Daten über ihre Haltung und Fütterung eingeholt. Für den zweiten Teil der Studie wurden Proben aus den genannten Regionen des Magens von 134 Mastschweinen ebenfalls histologisch untersucht. Bei 37 der insgesamt 40 (92,5%) sowie bei 101 der 134 Schweine (75,4%) wurden histologisch spiralförmige Bakterien gesehen. Von 24 histologisch positiven Antrumproben konnten im 1 .Teil 15 mittels PCR als Helicobacter spp. und 13 eindeutig als Helicobacter heilmannii Typ I identifiziert werden. Die Elektronenmikroskopie bestätigte dies. Die Drüsenschleimhaut der Kardia erwies sich als am stärksten besiedelte Region, während sich die Schleimhaut von Antrum und Korpus nicht unterschieden. In unserer Untersuchung konnte eine starke positive Korrelation zwischen der Besiedlungsdichte der spiralförmigen Bakterien und dem Grad der entzündlich bedingten Parameter, insbesondere der Aktivität der Gastritis, in Antrum und Korpus festgestellt werden, während dieser Zusammenhang in der Kardia nicht so deutlich ausfiel. Altersabhängige Unterschiede konnten für die Lokalisation der Bakterien gefunden werden: Bei den Läuferschweinen war vorwiegend die Kardia und nur in einem Fall die beiden anderen Regionen betroffen. Während sich die Besiedlung der Kardia mit fortschreitendem Alter kaum änderte, nahm sie in Antrum und Korpus deutlich zu. Dementsprechend veränderte sich auch das Muster der Gastritis. Das Vorkommen bzw. die Schwere von Läsionen im Bereich der Pars nonglandularis wies negative Korrelationen zum Vorkommen bzw. der Kolonisationsdichte der Bakterien in der Kardiaschleimhaut auf. Des weiteren kamen, verglichen mit den Tieren ohne Läsionen, Läsionen des Plattenepithels häufiger bei Schweinen ohne oder mit geringer Besiedlung mit Helicobacter-ähnlichen Bakterien in der Magenschleimhaut vor. Helicobacter-ähnliche Bakterien lösen auch beim Schwein im Bereich von Korpus und Antrum eine chronisch aktive Gastritis aus. Im Bereich der Kardia scheint die Entzündung auch von anderen Faktoren beeinflußt zu werden. Die Bakterien besiedeln die Magenschleimhaut im Laufe des Lebens von cranial nach caudal, was eine orale Übertragung am wahrscheinlichsten macht. Läsionen im Bereich der Pars nonglandularis treten häufiger auf, wenn die Kardiaschleimhaut nicht oder nur geringgradig mit spiralförmigen Bakterien kolonisiert ist, weshalb ein gewisser schützender Effekt der Bakterien auf das Plattenepithel vermutet werden kann.

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Küblböck, Antje: Untersuchungen zum Vorkommen von Helicobacter-ähnlichen Bakterien beim Schwein unter besonderer Berücksichtigung pathohistologischer Befunde. Hannover 2005. Tierärztliche Hochschule.

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