Einfluss einer perinatalen Zearalenon-Exposition auf Cervix, Uterus und Eileiter von Ferkeln

Abstract

Das Ziel der vorliegenden Studie war es histomorphometrische Untersuchungen an den Geschlechtsorganen von weiblichen Ferkeln, die während der letzten Phase der Gravidität und/oder den ersten 21 Tagen post natum mit Zearalenon bzw. dessen Derivaten belastet wurden, durchzuführen. Dadurch sollte untersucht werden, welche Auswirkungen das Mykotoxin auf Cervix, Uterus und Eileiter der Tiere hat, wenn diese indirekt über die Plazenta und/oder das Kolostrum exponiert werden. Dazu wurden die Muttersauen vom 101. Trächtigkeitstag bis drei Wochen post natum Zearalenon ausgesetzt. Außerdem standen Tiere, die als Kontrollgruppe dienten, zur Verfügung. Dieser Versuch wurde zweimal mit unterschiedlichen Dosierungen des Mykotoxins durchgeführt. Im ersten Versuchsabschnitt wurde den Sauen eine hohe Dosis an Zearalenon (ZEA-H) verabreicht, im zweiten Versuchsabschnitt eine niedrigere Dosierung (ZEA-N). Direkt nach der Geburt wurden die weiblichen Ferkel zwischen Zearalenon-exponierten (ZEA-H bzw. ZEA-N) und Kontrolltieren (KON-H bzw. KON-N) ausgetauscht. Durch diesen gezielten Wurfaustausch konnten pro Versuchsabschnitt vier Ferkelgruppen generiert werden. Gruppe 1 wurde somit prä- und postnanal, Gruppe 2 postnatal, Gruppe 3 pränatal und Gruppe 4 zu keinem Zeitpunkt Zearalenon ausgesetzt. Die Ferkel wurden 21 Tage post natum euthanasiert und deren Geschlechtsorgane entnommen. Die separierten Genitaltrakte wurden daraufhin mit Formalin fixiert. Anschließend wurden von Cervix, Uterus und Eileiter nach der Einbettung in Paraffin Gewebeschnitte angefertigt, die nach Färbung mit Hämatoxylin-Eosin und Masson-Goldner Trichrom histologisch untersucht wurden.Folgende relevanten Ergebnisse konnten erzielt werden:An der Cervix der Ferkel konnten histologisch in beiden Versuchsabschnitten keine signifikanten Unterschiede gefunden werden. Die Untersuchung des Uterus ergab, dass die Dicke des Myometriums bei hoher ZEA-Konzentration im ersten Versuchsabschnitt zwischen den Tieren der Gruppe 1 und der Gruppe 3 sowie der Gruppe 1 und der Kontrollgruppe sich signifikant unterscheidet. Dabei weist die durchgehend mit ZEA belastete Gruppe eine geringere Dicke als die Kontrollgruppe auf. Im zweiten Versuchsabschnitt konnten bei niedriger ZEA-Konzentration am Uterus für die Dicke des Epithels des Stromas, des Myometriums und der Serosa keine signifikanten Unterschiede gefunden werden. Gleiches gilt für die Anzahl der Uterindrüsen. Hingegen ergab die Vermessung des Drüsenepithels, dass die Tiere aus den Gruppen 1, 2 und 3 durchschnittlich ein höheres Drüsenepithel aufweisen als die Tiere der Kontrollgruppe. Insbesondere besteht ein statistisch signifikanter Unterschied zwischen den Tieren der Gruppe 3 und den Ferkeln der Kontrollgruppe. Histologisch konnten für alle am Eileiter erhobenen Parameter in beiden Versuchsabschnitten keine statistisch signifikanten Unterschiede gefunden werden.Nach der Belastung mit hohen ZEA-Konzentrationen im ersten Versuchsabschnitt zeigen sich für die Epitheldicke der Cervix und die Anzahl der Bindegewebszellen des Uterus sowie für verschiedene andere am Uterus erhobene Parameter signifikante Korrelationen. Am Eileiter konnten ebenfalls zwischen den verschiedenen erhobenen histologischen Parametern signifikante Korrelationen in den verschiedenen Gruppen nachgewiesen werden. Im zweiten Versuchsabschnitt, in dem die Tiere einer niedrigeren ZEA-Konzentration ausgesetzt wurden, ergeben sich in den vier verschiedenen Gruppen ebenfalls signifikante Korrelationen zwischen den erhobenen histologischen Parametern an Cervix, Uterus und Eileitern. Im Unterschied zur hohen ZEA-Konzentration konnten in diesem Versuchsabschnitt wesentlich häufiger negative Korrelationen festgestellt werden.Im übergreifenden Vergleich beider Versuchsabschnitte zeigte sich eine signifikant niedrigere Uterusepitheldicke bei Verfütterung geringerer ZEA-Konzentrationen. Dagegen ist die Dicke des Myometriums und der Serosa im zweiten Versuchsabschnitt signifikant höher. Das gleiche gilt für die Dicke des Epithels der Uterindrüsen. Die Anzahl der Primärzotten im Eileiter ist in den belasteten Ferkelgruppen bei niedriger ZEA-Konzentration signifikant erhöht. Dies gilt in Gruppe 1 und 2 ebenfalls für die Anzahl der Sekundärzotten. Somit zeigt sich kein einheitliches Bild, da einige Parameter bei höherer Exposition verändert sind und andere bei niedriger. Einzig in der ersten Versuchsgruppe, welche prä- und postnatal mit Zearalenon belastet wurde, konnten in beiden Versuchsabschnitten positive Korrelationen zu dem Parameter Drüsenanzahl festgestellt werden. Die Drüsenanzahl korreliert positiv mit den Parametern Dicke von Lamina propria mucosae, Myometrium und der Serosa.Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass eine perinatale Exposition von weiblichen Ferkeln mit dem Mykotoxin Zearalenon konzentrationsabhängig zu histologischen Veränderungen an den Geschlechtsorganen Cervix, Uterus und Eileitern führt. The objective of this study was the histomorphometric examination of the sexual organs of female piglets which had been administered zearalenone or a derivative of zearalenone during the last phase of pregnancy and/or during the first 21 days post natum. The aim was to analyse the effect of the mycotoxin on the cervix, uterus and uterine tubes after indirect exposure via the placenta and/or the colostrum. Mothering sows were exposed to zearalenone from the 101st day of gestation to three weeks post natum. In addition there was a control group of animals. There were two phases to the investigation, carried out with different doses of the mycotoxin. In the first phase the sows were administered a high dose of zearalenone (ZEA-H), in the second phase a lower dose (ZEA-N). Immediately after birth, the female piglets were allocated to either zearalenone exposed groups (ZEA-H or ZEA-N) or the control groups (KON-H or KON-N). This controlled litter exchange generated four groups of piglets for each phase. Group 1 was exposed to zearalenone pre and postnatally, group 2 postnatally, group 3 prenatally whereas group 4 was not exposed to zearalenone at any time. The piglets were euthanized 21 days post natum and their sexual organs removed. The separated genital tracts were fixated in formalin. The cervix, uterus and uterine tubes were embedded in paraffin, tissue sections cut and stained with haematoxylin/eosin and Masson Goldner Trichrom and then these were histologically examined.The following results were obtained:No significant histological difference was found between the cervices of the piglets in the two investigation phases. Examination of the uteruses showed a significant difference between the thickness of the myometrium between the animals of group 1, which during the first phase of the study were administered the higher ZEA concentration and group 3 and also between group 1 and the control group. The group which had been continually subjected to ZEA showed a thinner thickness than the control group. In the second phase of the study and the lower ZEA concentration, no significant differences were found in the thickness of the stroma epithelium, the myometrium and the serosa. Similarly there was no significant difference in the number of uterine glands. However, measurement of the gland epithelium indicated that the animals of groups 1, 2 and 3 on average had a higher gland epithelium than the animals of the control group. In fact there was a statistically significant difference between the animals of group 3 and the piglets of the control group. Histologically none of the parameters investigated for the uterine tubes showed a statistically significant difference between the two investigation phases.Higher ZEA concentration exposure in the first phase of the investigation produced a significant correlation with the thickness of the cervix epithelium, the number of tissue cells of the uterus and various other histological parameters measured for the uterus. Significant correlations were also indicated for the various histological parameters measured for the uterine tubes. In the second phase, during which the animals were subjected to a lower ZEA concentration, there were again significant correlations between the histological parameters measured for the cervix, uterus and uterine tubes in the four groups. However, in contrast to the higher ZEA concentration phase, this investigation phase showed considerably more negative correlations. Comparison of the two study phases showed an overall significantly reduced thickness of the uterus epithelium for animals fed lower ZEA concentrations. In contrast, the thickness of the myometrium and the serosa was significantly higher in the second phase of the investigation. The same applies to the thickness of the epithelium of the uterine glands. The number of primary villi in the uterine tubes was significantly increased for the piglet groups administered the lower ZEA concentrations. This was also the case for the number of secondary villi for the groups 1 and 2. Thus there was a mixed picture as some of the parameters were affected by greater exposure and others by a lower exposure. It was solely in the first investigation phase group subjected to zearalenone both pre and postnatally that a positive correlation to the parameter of gland number was found in both investigation phases. The number of glands correlated positively to the parameters thickness of the lamina propria mucosae, myometrium and the serosa.In summary, it can be said that perinatal exposure of female piglets to the mycotoxin zearalenone leads to histological changes to the sexual organs cervix, uterus and uterine tubes which are dependent on the concentration of the mycotoxin zearalenone.