Der Erreger der Schweinedysenterie, B. hyodysenteriae, ist in deutschen Beständen weit verbreitet (WENDT et al. 2006; NATHUES et al. 2007; RITZMANN et al. 2009; REINER et al. 2011). Da es sich bei der SD um eine Faktorenkrankheit handelt, spielen neben B.
hyodysenteriae vor allem ungünstige Haltungsbedingungen, mangelnde Hygiene, bestimmte Futtermittel, aber auch gleichzeitig Infektionen mit weiteren Durchfallerregern oder Erkrankungen anderer Organsysteme eine wichtige Rolle (HAMPSON et al. 2006a). Durch den fäko-oralen Infektionsweg kann sich der Erreger schnell über Kot und Gülle im Bestand ausbreiten (HEINRITZI 2002). Besonders Läuferschweine und junge Mastschweine erkranken an SD. Die großen finanziellen Verluste entstehen durch die geringeren täglichen Zunahmen und antibiotische Behandlungen erkrankter Tiere sowie Kosten für die Sanierungen der Betriebe (HAMPSON et al. 2006; SCHULZE-HORSEL u. STUHLDREIER 2012). Als Alternative zur antibiotischen Therapie wäre eine Impfprophylaxe wünschenswert.
Mit den bisherigen Impfstoffen ist nur ein Teilschutz gegen die SD möglich, der dazu führt, dass der Krankheitsverlauf weniger schwer und die Mortalität und Morbidität niedrig ist (FERNIE et al. 1983; HAMPSON et al. 1993; LA et al. 2004; SONG et al. 2009). Um potentielle Impfstoffe gezielter einsetzen und in ihrer Wirkung bewerten zu können, sind Kenntnisse über das lokale Schleimhautimmunsystem im Dickdarm gesunder und an SD erkrankter Schweine eine wichtige Grundlage.
Die Kenntnisse über die durch eine Infektion mit B. hyodysenteriae ausgelösten systemischen und lokalen Immunreaktionen sind begrenzt. Überwiegend wurden bisher die systemischen Reaktionen auf Infektion oder parenteral verabreichte Vakzine untersucht (WATERS et al.
1999a; HONTECILLAS u. BASSAGANYA-RIERA 2003; JONASSON et al. 2004;
JONASSON et al. 2006). Zur Rolle der lokalen Immunantwort in der Dickdarmschleimhaut des Schweines bei der Infektion mit B. hyodysenteriae liegen nur wenige Befunde vor (WATERS et al. 1999b; HONTECILLAS et al. 2005; JACOBSON et al. 2007).
In der hier vorliegenden Arbeit wurden zunächst Menge und Verteilung von Entzündungs- und Immunzellen bei klinisch gesunden Schweinen im Dickdarm ermittelt. Um weitere Erkenntnisse über lokale Immunreaktionen auf B. hyodysenteriae zu erlangen, wurden Menge und Verteilung der entsprechenden Entzündungs- und Immunzellen bei Schweinen mit diphtheroider Kolitis durch experimentell induzierte Schweinedysenterie in der frühen Phase der Erkrankung untersucht und mit den Ergebnissen der Kontrolltiere verglichen.
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Zur Darstellung von Entzündungs- und Immunzellen in der Dickdarmschleimhaut mussten zunächst entsprechende Mehrfachimmunfluoreszenzmarkierungen etabliert werden. Diese Methoden waren essentiell, da viele dieser Zelltypen sich beim Schwein nur durch die kombinierte Darstellung von Epitopen auf den Zellen oder durch den Ausschluss von Epitopen eindeutig identifizieren lassen. So sind die wichtigsten antigenpräsentierenden Zellen in der Schleimhaut des Dünndarms unreife dendritische Zellen, die eine Koexpression der Epitope CD16 und MHCII zeigen (HAVERSON et al. 2000; BIMCZOK et al. 2006).
Durch den Ausschluss von Epitopen auf der Zelloberfläche konnten Granulozyten in der Dickdarmschleimhaut markiert werden. Die Granulozyten trugen kein zytoplasmatisches MHCII (MAYRHOFER et al. 1983), exprimierten aber das Epitop CD16 auf der Zelloberfläche (LANIER et al. 1988; DATO et al. 1992; WIERDA et al. 1993). Weiterhin waren CD4+CD8+ T-Lymphozyten mithilfe der Darstellung der Koexpression der Epitope CD4 und CD8 ermittelbar (SAALMÜLLER et al. 1987; ZUCKERMANN u. GASKINS 1996). Die Dreifachimmunfluoreszenzmarkierung gab außerdem Aufschluss über die Interaktion des Erregers mit bestimmten Entzündungszellen.
Zur Etablierung der komplexen Methode der Mehrfachimmunfluoreszenzmarkierung wurde schrittweise vorgegangen. Zunächst wurden die Entzündungs- und Immunzellen mit der Alkalischen-Phosphatase-Anti-Alkalische-Phosphatase Methode (APAAP) im Gefrierschnitt dargestellt. Mit der APAAP-Methode waren die markierten Zellen lichtmikroskopisch darstellbar und durch Gegenfärbung des Gewebes konnte ihre Lage in der Darmschleimhaut gut beurteilt werden. Durch die Einzelmarkierung der Epitope konnte deren Verteilung im Gewebe genau ermittelt, die Reaktivität der monoklonalen Antikörper getestet und mit Literaturdaten verglichen werden (van BRIEL 2002). Damit standen Vorkenntnisse darüber zur Verfügung, wo fluorochrom-markierte Zellen in der Schleimhaut zu erwarten waren.
Die Befunde der APAAP-Markierungen kamen auch für den Vergleich mit den Einzelfluoreszenzmarkierungen zur Anwendung. In den Einzelfluoreszenzmarkierungen wurden passende Primärantikörper und passende isotypspezifische Sekundärantikörper an Gefrierschnitten getestet, um die passenden Verdünnungen für die spätere Durchführung der Mehrfachimmunfluoreszenzmarkierungen zu ermitteln.
Für die Auswertung der Mehrfachimmunfluoreszenzmarkierungen wurde eine Pixel basierte Auswertung mit dem frei verfügbaren Bildanalyseprogramm ImageJ (http://rsbweb.nih.gov/ij/) gewählt. Grundlage für die Auswertung mit ImageJ stellten digitale Fotos dar, die pro Schnitt an 5 nach dem Zufallsprinzip ausgewählten Lokalisationen gemacht
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wurden (siehe: 3.4.3). Die Pixel basierte Auswertung hat gegenüber der Auszählung positiver Zellen die Vorteile, dass sie weniger zeitaufwendig ist und der individuelle Einfluss durch den Untersucher geringer ist. Sie bietet verschiedene Möglichkeiten, Pixel und Farbintensitäten über vordefinierte Grenzwerte auszuwerten. Man kann die auf Objekten basierende Zählung von der nur auf Pixeln basierenden unterscheiden. Bei der auf Objekten basierenden Zählung erfolgt eine Identifikation von Gruppen von Pixeln mit vergleichbaren Farbintensitäten. Dabei werden diese Gruppen mit einer Zelle gleichgesetzt. Nachteil der Methode in Geweben ist, dass nicht alle Zellen erfasst werden können, da die Zellen unterschiedliche Anschnitte haben können (INMAN et al. 2005).
Da vor allem Makrophagen, dendritische Zellen und Granulozyten im Darm besonders variable Formen und Anschnitte innerhalb der Schleimhaut aufwiesen und mit der auf Objekten basierenden Zählung ein Großteil der Zellen nicht mit einbezogen würde, erfolgte eine nur auf Pixeln basierende Auswertung mit dem Programm ImageJ. Dabei wurden die Pixel jeder Fluoreszenzfarbe erfasst, deren Intensitätswerte einen Grenzwert überschritten und die Anzahl der positiven Pixel an den Gesamtpixeln in einem Messfeld durch das Auswertungsprogramm ermittelt (REES et al. 2003; INMAN et al. 2005).
Ein weiterer Vorteil der Pixel basierten Auswertung ist, dass sie eine objektivere Analyse von Kolokalisationen verschiedener Epitope auf Zellen in Geweben erlaubt (INMAN et al. 2005;
INMAN et al. 2007). Beim Auftreten von Kolokalisationen konnte durch den rechnerischen Vergleich von erwarteter und gemessener Anzahl doppelt positiver Pixel unterschieden werden, ob es sich um eine echte Kolokalisation oder um eine zufällige Überlagerung von Epitopen auf einer Zelle handelte. Da die Gleichungen zum Vergleich von erwarteter und gemessener Kolokalisation sich nur bei Verwendung von drei Fluorochromen aufstellen lassen (INMAN et al. 2005), konnten diese Unterscheidungen nur bei Schweinen mit experimentell induzierter SD, nicht aber bei den klinisch gesunden Kontrolltieren durchgeführt werden.
Eine echte Kolokalisation konnte für die Epitope MHCII und CD16 sowie CD4 und CD8 gezeigt werden. Eine Kolokalisation von MHCII und CD16 wurde im Dünndarm des Schweines als charakteristisch für die in der Lamina propria liegenden unreifen dendritischen Zellen beschrieben (HAVERSON et al. 2000; HAVERSON et al. 2007). Auch die Kolokalisationen der Epitope von CD4 und CD8 auf den Zellen waren größer als der durch die Nullhypothese voraussagte zu erwartende Anteil und sprach für eine Koexpression von CD4 und CD8 auf den T-Lymphozyten. Diese Kolokalisation war jedoch nur im basalen
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Anteil der Schleimhaut des proximalen Kolons zu finden. Das statistische Ergebnis der Koexpressionen unterstützt die Beobachtung, dass CD4+CD8+ Zellen mit der Morphologie von Lymphozyten ausschließlich in den basalen Anteilen der Schleimhaut lagen.
Unter Anwendung der beschriebenen Methoden wurden die Menge und Verteilung der neutrophilen Granulozyten, Makrophagen, dendritischen Zellen, CD4+ T-Lymphozyten, CD8+ T-Lymphozyten, CD4+CD8+ T-Lymphozyten und IgA+ Plasmazellen an repräsentativen Lokalisationen (Zäkum, proximales Kolon, Ansa centralis, Colon descendens) entlang der Dickdarmschleimhaut von Kontrolltieren ermittelt. Die Befunde dienten als Grundlage für vergleichende Untersuchungen bei erkrankten Schweinen. Verschiedene Lokalisationen des Dickdarmes wurden mit einbezogen und verglichen, da sie morphologische Unterschiede in Bezug auf die Form und Länge der Krypten in der Schleimhaut sowie die Anzahl der Becherzellen und die Größe der Becherzellkelche zeigen (SATTLER 2010). Unterschiede zwischen den Dickdarmlokalisationen könnten Ursache für die präferentielle Ausprägung der Läsionen bei der SD im proximalen Kolon und der Ansa centralis sein.
Da es bei der SD auch Unterschiede in der Schwere der Veränderungen zwischen apikalen und basalen Anteilen der Schleimhaut gibt, wurden die Menge und Verteilung im basalen und apikalen Bereich der Schleimhaut getrennt ermittelt und innerhalb der Lokalisationen und zwischen den Lokalisationen verglichen. Dieser Vergleich sollte auch feststellen, ob es für bestimmte Immunzellen, wie Plasmazellen und intraepitheliale Lymphozyten, eine differenzierte Verteilung innerhalb der Schleimhaut gibt, die vergleichbar mit der Verteilung in Zotten und Krypten des Dünndarms ist.
Die Ergebnisse zu den Granulozyten stimmten mit Befunden in der Literatur zur Menge der neutrophilen Granulozyten im Dünn- und Dickdarm von Schweinen überein (DUNCKER et al. 2006). Im weiteren Verlauf wird von neutrophilen Granulozyten gesprochen, da mit dem monoklonalen Antikörper G7 über 95% der neutrophilen, aber keine basophilen Granulozyten markiert werden (DATO et al. 1992). Auch wurde von anderen Untersuchern nur eine sehr geringe Anzahl an eosinophilen Granulozyten in der Lamina propria des Kolons von Schweinen detektiert (DUNCKER et al. 2006). Die Gesamtmenge der neutrophilen Granulozyten zwischen den Dickdarmlokalisationen unterschied sich nicht. Betrachtet man die Menge der neutrophilen Granulozyten getrennt im basalen und apikalen Anteil der Schleimhaut , so waren signifikante Unterschiede vor allem zwischen proximalem Kolon und Colon descendens zu finden.
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Intestinale Makrophagen stellen eine große Population an phagozytierenden Zellen dar (SMITH et al. 2011). Die Makrophagen wurden mit dem für Gewebemakrophagen spezifischen monoklonalen Antikörper 2B10 dargestellt (BERNDT et al. 2000). Ähnlich wie bei den neutrophilen Granulozyten unterschied sich die Gesamtmenge zwischen den Dickdarmlokalisationen nicht, zeigte aber innerhalb der Lokalisationen Unterschiede im basalen und apikalen Schleimhautanteil. Die Makrophagen lagen, übereinstimmend mit Befunden im Kolon des Menschen, in der Lamina propria zwischen den Krypten und unter dem Oberflächenepithel sowie in tieferliegenden Schleimhautanteilen (NAGASHIMA et al.
1996; PAVLI et al. 1996). Sie waren damit in großer Anzahl strategisch in der Nähe der Bakterien im Darmlumen lokalisiert (PABST 1987; SMITH et al. 2011). Wie bereits von anderen Untersuchern beschrieben unterscheiden sich die Makrophagen im apikalen und basalen Anteil der Schleimhaut morphologisch (MAHIDA et al. 1989). Die Makrophagen im basalen Anteil der Schleimhaut waren kleiner und hatten eine sehr variable Form, während die im apikalen Anteil der Schleimhaut größer und rundlicher waren sowie direkt unter dem Oberflächenepithel angeordnet lagen.
Die wichtigsten antigenpräsentierenden Zellen im Dünndarm des Schweines sind unreife dendritische Zellen, die zur Phagozytose und zur Stimulation der Immunantwort fähig sind (HAVERSON et al. 2000). In der Lamina propria des Jejunums wurden bislang zwei deutlich verschiedene Subpopulationen an dendritischen Zellen beschrieben (INMAN et al. 2010). Es handelt sich um dendritische Zellen, die MHCII und CD16 koexprimieren und dem Phänotyp von unreifen dendritischen Zellen entsprechen (HAVERSON et al. 2000; BAILEY u.
HAVERSON 2006). Die zweite Subpopulation der dendritischen Zellen koexprimiert MHCII, CD11R1 und CD172 (INMAN et al. 2010) und migriert überwiegend aus der Mukosa in Richtung organisiertes lymphatisches Gewebe (BIMCZOK et al. 2005). In der vorliegenden Untersuchung bildeten die unreifen dendritischen Zellen eine große Population in der Schleimhaut des Dickdarms, übereinstimmend mit Angaben zu den dendritischen Zellen im Dünndarm (HAVERSON et al. 2000).
Aus der Literatur ist bekannt, dass die unreifen dendritischen Zellen im Jejunum von Schweinen in der Lamina propria und nahe den Epithelzellen liegen (BIMCZOK et al. 2006).
Auch in der hier vorliegenden Untersuchung waren sie in direkter Nähe zum Oberflächenepithel angeordnet und damit strategisch für die Antigenaufnahme aus dem Darmlumen lokalisiert (SUMMERFIELD u. MCCULLOUGH 2009). Übereinstimmend mit Befunden am Kolon des Menschen und der Ratte war die Anzahl der dendritischen Zellen in
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den basalen Anteilen der Schleimhaut geringer als im apikalen Anteil der Schleimhaut. Sie lagen in direkter Nähe zu den Kryptepithelien (MARIC et al. 1996; PAVLI et al. 1996) und hatten, wie für die Lamina propria des Jejunums beschrieben, lange zytoplasmatische Ausläufer (BIMCZOK et al. 2006). In der hier vorliegenden Untersuchung der dendritischen Zellen in der Schleimhaut von vier Dickdarmlokalisationen konnten trotz der Lage der Zellen direkt unterhalb des Epithels keine zytoplasmatischen Ausläufer zwischen den Epithelzellen in das Lumen beobachtet werden.
Es ist beschrieben, dass unreife dendritische Zellen und Makrophagen Übereinstimmungen in der Expression von verschiedenen Oberflächenmolekülen (CD14, CD16, CD80 und CD86) zeigen können (CARRASCO et al. 2001). Durch diese Ähnlichkeiten der unreifen dendritischen Zellen mit Monozyten und Makrophagen können sich die konventionellen Kategorien der antigenpräsentierenden Zellen teilweise überlappen (HAVERSON et al. 2000;
KELSALL 2008).
Für die CD4+ T-Lymphozyten wurden in der Dickdarmschleimhaut eine ähnliche Verteilung, wie im Duodenum, Jejunum, Zäkum und proximalen Kolon beim Schwein beschrieben, beobachtet (VAN BRIEL 2002). Bei der morphometrischen Auswertung der mittels Immunfluoreszenz markierten Gefrierschnitte konnten lokalisationsabhängige Unterschiede in der Verteilung der CD4+ T-Lymphozyten zwischen apikalen und basalen Schleimhautanteilen ermittelt werden. Auch zeigte sich eine im apikalen Anteil der Schleimhaut signifikante Zunahme der CD4+ T-Lymphozyten vom Zäkum zum Colon descendens.
Der Anteil an CD4+ T-Lymphozyten war größer als der Anteil an CD8+ T-Lymphozyten in der Lamina propria der Dickdarmlokalisationen. Das in der vorliegenden Untersuchung berechnete Verhältnis von 8:1 CD4+ zu CD8+ T-Lymphozyten liegt über dem durch andere Untersucher in der Lamina propria des Kolons beim Schwein ermittelten Verhältnis von 6:1 (VAN BRIEL 2002; DUNCKER et al. 2006). Damit unterscheidet sich die Zusammensetzung der T-Lymphozytenpopulation in der Darmschleimhaut von der im Blut von gesunden Schweinen, bei denen der Anteil an CD8+ T-Lymphozyten höher ist als der an CD4+ T-Lymphozyten (LUNNEY u. PESCOVITZ 1987) und ähnelt dem bei SPF-Schweinen, bei denen mehr CD4+ T-Lymphozyten als CD8+ T-Lymphozyten zu finden sind (JOLING et al.
1994). CD4+ T-Lymphozyten waren auf die Lamina propria im Dickdarm begrenzt und nicht intraepithelial zu finden. Dies stimmt mit Untersuchungen am Dünndarm und Kolon beim Schwein und Menschen überein (BIANCHI et al. 1992; WESTERMANN u. PABST 1992).
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Auch ihre Verteilung als Einzelzellen und in Gruppen wurde so von anderen Untersuchern für das Schwein beschrieben (HONTECILLAS et al. 2005).
CD8+ T-Lymphozyten waren im Kolon, wie auch für das Jejunum beschrieben, vorwiegend intraepithelial zu finden (VAN BRIEL 2002). Die Lokalisation der intraepithelialen CD8+ T-Lymphozyten zwischen den Epithelzellen nahe der Basalmembran stimmt mit der Lokalisation im Dünn- und Dickdarm überein (PABST 1987; VEGA-LOPEZ et al. 1993;
ROTHKOTTER et al. 1999; DUNCKER et al. 2006). Die Menge an CD8+ T-Lymphozyten im apikalen Anteil der Schleimhaut überwog die Menge im basalen. Diese Unterschiede konnten auch innerhalb des Dünndarms und im Kolon nachgewiesen werden (DUNCKER et al. 2006). Die intraepithelialen CD8+ T-Lymphozyten (IEL) wurden in der hier vorliegenden Untersuchung mit zwei verschiedenen Methoden ausgezählt. Zum einen wurden die gesamte basale und apikale ROI als Bezugsgröße festgelegt und zum anderen wurde eine Epithellänge von 500µm in den basalen und apikalen ROIs als Bezugsgröße für die Zählung der IEL bestimmt. Dabei wurden mit beiden Bezugsgrößen ähnliche Verteilungen innerhalb der Dickdarmlokalisationen ermittelt. Eine objektivere Darstellung der Anzahl der intraepithelialen CD8+ T-Lymphozyten konnte mit der Bezugsgröße je 500 µm Epithellänge ermittelt werden, da aufgrund der unterschiedlichen Morphologie innerhalb der Dickdarmlokalisationen auch unterschiedlich viel Epithel in den Dickdarmanschnitten vorhanden sein kann. Dies spiegelte sich in den hohen Standardabweichungen für die CD8+ T-Lymphozyten wieder, wenn die gesamte ROI als Bezugsgröße verwendet wurde.
Die Anzahl der IEL unterscheidet sich in den verschiedenen Bereichen des Darms. Beim Menschen ist die Anzahl der IEL im Jejunum (FERGUSON et al. 1974; HOLMES et al.
1974; LUNDQVIST et al. 1995) und im Ileum (LUNDQVIST et al. 1995) höher als im Kolon (LUNDQVIST et al. 1995). Bei der Maus konnte eine Abnahme der IEL vom proximalen zum distalen Dünndarm und eine Abnahme der IEL vom Zäkum zum Kolon ermittelt werden (SUZUKI 2009, 2012). Im Gegensatz hierzu wurde in der vorliegenden Untersuchung eine Zunahme der IEL im apikalen Anteil der Schleimhaut vom Zäkum zum distalen Kolon ermittelt. Die in der vorliegenden Untersuchung ermittelte Anzahl der IEL bezogen auf 1 mm Epithellänge stimmte mit den Angaben anderer Untersucher für das Schwein überein (VAN BRIEL 2002). IEL sind nicht in gleicher Anzahl im apikalen und basalen Anteil der Kolonschleimhaut zu finden. Die höhere Anzahl an intraepithelialen CD8+ T-Lymphozyten in der apikalen Kolonschleimhaut stimmt mit Befunden aus der Literatur überein (DUNCKER et
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al. 2006). Sie entspricht dem im Dünndarm ermittelten Unterschied zwischen Zotten- und Kryptepithel (DUNCKER et al. 2006).
Eine Besonderheit des Immunsystems des Schweines ist, dass relativ viele CD4+CD8+ T-Lymphozyten im Blut zu finden sind (PESCOVITZ et al. 1985; SAALMÜLLER et al. 1987;
ZUCKERMANN u. GASKINS 1996). Die Menge an CD4+CD8+ T-Lymphozyten steigt mit dem Alter der Schweine an (THOME et al. 1994). Die durchflusszytometrischen Untersuchungen von verschiedenen Lymphknoten und den Peyerschen Platten des Jejunums und Ileums zeigten, dass es sich bei über 45% der CD4+ T-Lymphozyten um CD4 und CD8 doppelt positive T-Lymphozyten handelt (ZUCKERMANN u. GASKINS 1996). Auch in der Lamina propria des Dünndarms beim Schwein wurde die Menge an CD4+CD8+ T-Lymphozyten mittels Durchflusszytometrie ermittelt. Dabei konnte eine Koexpression von CD4 und CD8 bei 17% ± 8% der Lymphozyten im Dünndarm festgestellt werden (HAVERSON et al. 1999). In der vorliegenden Untersuchung wurden in der Dickdarmschleimhaut des Schweines wesentlich weniger CD4+CD8+ T-Lymphozyten gefunden. Ihre Menge unterschied sich zwischen den Dickdarmlokalisationen nicht.
Vergleicht man ihren Anteil in der apikalen mit dem in der basalen Schleimhaut, so gab es im proximalen Kolon und Colon descendens signifikante Unterschiede. Während im proximalen Kolon basal mehr CD4+CD8+ T-Lymphozyten vorhanden waren, so waren im Colon descendens apikal mehr CD4+CD8+ T-Lymphozyten zu finden.
Bei den Kontrolltieren gab es keine Unterschiede in der Gesamtmenge der IgA+ Plasmazellen zwischen den Lokalisationen. Dies stimmt mit den Ergebnissen anderer Untersucher zur Anzahl der IgA+ Plasmazellen in der Lamina propria des Duodenums, Jejunums, Zäkums und Kolons überein (VAN BRIEL 2002). Die IgA+ Plasmazellen zeigten eine sehr differenzierte Verteilung in der Schleimhaut. Ihre Menge war basal in der Lamina propria zwischen den Krypten 5mal höher als im apikalen Anteil der Schleimhaut. Besonders im basalen Anteil der Schleimhaut lagen die IgA+ Plasmazellen aneinandergereiht zwischen den Krypten in der Lamina propria und befanden sich nur einzeln im apikalen Anteil der Schleimhaut, vergleichbar mit der Verteilung im Dünndarm von Schweinen (ALLEN u. PORTER 1973c;
BUTLER et al. 1981). Die Verteilung der IgA+ Plasmazellen in der Lamina zwischen den Krypten und in den Zotten des Dünndarms bei 40 Tage alten Schweinen unterschied sich stark. Die Anzahl war im Kryptbereich 10mal höher im Zottenbereich des Dünndarms (ROTHKOTTER et al. 1991). Auch die kräftige Markierung des Becherzellschleims und der Kryptepithelzellen im basalen Anteil der Schleimhaut stimmte mit Befunden für die
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Dünndarmkrypte überein (ALLEN u. PORTER 1973a, c; BUTLER et al. 1981) und weist auf den selektiven Transport des IgAs hin. Die Plasmazellen sezernieren IgA, welches der Neutralisierung von Toxinen und Pathogenen im Darmlumen dient und eine Kolonisierung der Darmschleimhaut mit pathogenen Bakterien verhindern kann (HARRIS et al. 2006).
Die vorliegende Untersuchung konnte zeigen, dass sich die Gesamtmenge der jeweiligen Entzündungs- und Immunzellen geringfügig zwischen Zäkum, proximalen Kolon, Ansa centralis und Colon descendens unterscheidet. Bei getrennter Betrachtung der Mengen in den basalen und apikalen Anteilen der Schleimhaut ergaben sich jedoch signifikante Unterschiede zwischen den Dickdarmlokalisationen. Darüber hinaus konnten auch innerhalb des Zäkums, proximalen Kolons, Ansa centralis und Colon descendens unterschiedliche Verteilungen der Entzündungs- und Immunzellen in den apikalen und basalen Schleimhautanteilen festgestellt werden, die der differenzierten Verteilung zwischen Zotten und Krypten im Dünndarm entsprechen.
Basierend auf den Befunden bei den klinisch gesunden Kontrolltieren wurden Menge und Verteilung der Entzündungs- und Immunzellen in der Kolonschleimhaut von Schweinen mit experimentell induzierter Schweinedysenterie untersucht. Die Untersuchungen in der vorliegenden Arbeit beschränkten sich auf Schweine, die als Inokulum den hochvirulenten B.
hyodysenteriae Stamm B204 erhielten, klinische Zeichen der Dysenterie entwickelten und während der akuten Krankheitsphase euthanasiert und beprobt wurden. Es wurden gezielt Darmlokalisationen mit diphtheroider Kolitis ausgewählt. Da dies am häufigsten im proximalen Kolon der Fall war, wurde bei allen erkrankten Schweinen das proximale Kolon untersucht und mit den Befunden im proximalen Kolon der gesunden Schweine verglichen.
Betrachtet man den gesamten Schleimhautbereich, so war bis auf die Granulozyten eine deutliche Abnahme aller Zellen (Makrophagen, CD4+-, CD8+-, CD4CD8+- und intraepitheliale CD8+ T-Lymphozyten) zu beobachten. Die Anzahl der neutrophilen Granulozyten bei den erkrankten Tieren entsprach der bei den gesunden Tieren. Dies könnte darauf zurückzuführen sein, dass der Peak an neutrophilen Granulozyten 24-48 Stunden (FOURNIER u. PARKOS 2012) nach Einwirkung der Entzündungsstimuli auftritt und die Schweine im vorliegenden Fall 48-72 Stunden erkrankt waren.
Bei den erkrankten Tieren waren die Entzündungs- und Immunzellen in der Schleimhaut anders verteilt als bei den Kontrolltieren. Die Menge der neutrophilen Granulozyten war im Unterschied zu den Kontrolltieren im apikalen Anteil der Schleimhaut signifikant höher als im basalen Anteil. Das Oberflächenepithel war großflächig zerstört, mitunter lösten sich die