John S Munday

1 Катедра по патобиология, Институт по ветеринарни, животински и биомедицински науки, Палмерстън Север, Нова Зеландия

Хилари Маккинън

2 Институт по храна, хранене и човешко здраве, Университет Massey, Палмерстън Север, Нова Зеландия

Даниел Абърдайн

1 Катедра по патобиология, Институт по ветеринарни, животински и биомедицински науки, Палмерстън Север, Нова Зеландия

Mark G Collett

1 Катедра по патобиология, Институт по ветеринарни, животински и биомедицински науки, Палмерстън Север, Нова Зеландия

Катлийн Партън

1 Катедра по патобиология, Институт по ветеринарни, животински и биомедицински науки, Палмерстън Север, Нова Зеландия

Кийт Джи Томпсън

1 Катедра по патобиология, Институт по ветеринарни, животински и биомедицински науки, Палмерстън Север, Нова Зеландия

Резюме

Витамин А е необходим за нормалното съзряване на епитела, зрението и имунната функция. 21 Умишленото хранене на плъхове без витамин А диети обикновено води до загуба на тегло и висока смъртност. 2, 10 Други съобщени признаци на дефицит включват роговична кератинизация и улцерация, респираторни и кожни инфекции, разширяване на слюнчените жлези и заболявания на пикочните пътища. 2, 4, 19

Случайно хранене с диети с недостиг на витамини може да възникне чрез използване на дефектни витаминни източници, добавяне на недостатъчно витамини към диетата или чрез разрешаване на разграждането на витамините чрез неправилно съхранение преди хранене. Въпреки че витамин А е добре разпознат да се разгражда, ако се съхранява неправилно, 22, няма скорошни съобщения за случайно хранене на плъхове с диети с дефицит на витамин А. В този случай доклад, плъхове, хранени с диети, съдържащи ниски нива на витамин А, показват различно клинично представяне от това съобщено по-рано, че се среща при плъхове, хранени с диети без витамин А. 2, 19 Настоящият доклад демонстрира значението на стриктния контрол на качеството, за да се гарантира, че очакваната концентрация на витамин присъства в рамките на експериментална диета.

Доклад за случая

Животните се претеглят ежеседмично по време на експеримента и разликите между групите се изследват, използвайки ANOVA модели (SPSS версия 16.0 за Windows, SPSS, Чикаго IL). Първоначално средното тегло на плъхове от групата на албумините (55,5 g) не се различава значително от това на плъховете от млечната група (55,4 g). Въпреки това, след 5 седмици получаване на експерименталните диети, плъховете от албуминовата група (171,5 g) са били значително (P = 0,008) по-леки от плъховете от млечната група (179,6 g). Плъховете от млечната група остават значително по-тежки през цялото 34-седмично проучване.

цистит

Пикочни пътища от плъх, починал след кратко клинично заболяване. Обърнете внимание на множеството бледи огнища в бъбречната кора (върховете на стрелките). Беше потвърдено, че тези бледи области представляват пиелонефрит хистологично. Видимо е изразено разширяване на двата уретера и пикочния мехур (стрелка).

Бъбрек от плъх на снимката на фигура 1. Обърнете внимание на разширяване на бъбречното легенче от голям брой дегенерирали неутрофили и фибрин. В рамките на ексудата се виждат големи колонии от бактерии (стрелка). Преходният епител, покриващ таза, показва лека сквамозна метаплазия. Възпалителните клетки са видими и в околните тубули, потвърждавайки наличието на пиелонефрит. Оцветяване от хематоксилин и еозин; бар, 200 μm.

Всички плъхове бяха овариохистеректомизирани след 20 седмици хранене. Два дни след операцията, 2 плъха от групата на албумините бяха намерени мъртви. Неизправност на отоплителната система е довела до кратък спад на температурата и, когато изследването на аутопсията не разкрива причина за смърт, се подозира хипотермия. Два допълнителни плъха от албуминовата група умряха 5 и 7 дни след овариохистеректомия. Некропсичното изследване на двата плъха разкрива фибрин, неутрофили и бактерии в коремната кухина. Подозира се перитонит поради бактериално замърсяване по време на операция. Тъй като 3 плъха са умрели от бактериални инфекции, всички плъхове са били лекувани с енрофлоксацин (5 mg/kg SC на всеки 12 часа; Baytril, Bayer AG, Leverkusen, Германия) в продължение на 6 дни като предпазна мярка.

Два дни по-късно, 21 седмици след началото на експеримента, бяха открити мъртви още 2 плъха от групата на албумините. Още 2 плъха от албуминовата група умират 3 седмици по-късно. Подобно на това при най-ранния плъх, при аутопсия на всички плъхове се установява двустранен пиелонефрит и цистит с видно разширяване на бъбречните легенчета, уретерите и пикочния мехур. Сквамозната метаплазия на преходния епител се забелязва в бъбречното легенче, уретера и пикочния мехур, с дескваматирани епителни клетки и кератинови остатъци, видими във възпалителния ексудат.

За да се коригира дефицитът, от същия източник е закупен нов витаминен премикс и са направени нови диети. Въпреки това, 3 дни след въвеждането на новата диета, още 2 плъха от групата на албумините умряха от бактериален пиелонефрит и цистит. Отново, сквамозната метаплазия на преходния епител е видна хистологична характеристика. Три седмици след въвеждането на новата диета, още 2 плъха умряха с подобни груби и хистологични лезии, а допълнителен плъх умря 2 седмици по-късно; в допълнение към пиелонефрит, този плъх е имал и множество уролити. Изследването е приключило 6 седмици по-късно след общо 34 седмици. По време на експеримента с 34 седмици 16 от 60-те плъхове, хранени с диета с албумин, са умрели, в сравнение с липса на смъртни случаи сред 40-те плъха в групата мляко.

Пикочен мехур от дефицит на витамин А плъх, който не показва клинични данни за заболяване. Обърнете внимание на наличието на множество големи камъни в пикочния мехур.

Бъбрек от плъх с дефицит на витамин А, който не показва клинични данни за заболяване. Обърнете внимание на разширението на бъбречното легенче и кавитацията, видими в бъбречната кора. Тазът съдържа множество нефролити и огнищата на минерализация са разпръснати из бъбречния паренхим.

Уретера от плъх с дефицит на витамин А, който не показва клинични данни за заболяване. Обърнете внимание на подчертаната сквамозна метаплазия на преходния епител. Кератинът се вижда в епитела и има умерен брой възпалителни клетки. Оцветяване от хематоксилин и еозин; лента, 50 μm.

Тъй като преминаването към диети, направени с нов витаминен премикс, не е предотвратило по-нататъшни смъртни случаи на плъхове или е разрешило сквамозната метаплазия на преходния епител, заместващият витаминен премикс, който е бил замразен и съхраняван на тъмно, е анализиран както преди. Съдържаше 70 000 IU/g витамин А, а не очакваните 250 000 IU/g. Тъй като премиксът представляваше 1% от експерименталните диети, това би довело до крайна концентрация на витамин А от 700 IU/kg - доста под 1100 до 2500 IU/kg, необходима за предотвратяване на дефицит. 19 Ниската концентрация на витамин А в двата премикса предполага или грешка във формулирането на премиксите, или че витамин А в премикса се е разградил преди доставката.

Дискусия

Витамин А регулира растежа и диференциацията на епителните клетки, позволява производството на зрителен пигмент, необходим е за нормалната функция на имунната система и влияе върху развитието на скелета. 21, 24 Когато плъховете се хранят с диети, които не съдържат витамин А, най-често съобщаваните клинични признаци на дефицит са загуба на тегло, кератинизация и язва на роговицата, респираторни или кожни заболявания и разширяване на слюнчените жлези. 2, 10, 19 След 15 седмици се очаква 80% смъртност поради инационалност или бактериална инфекция на кожата или дихателните пътища. 2, 19 В настоящия доклад за случая първият наблюдаван признак на дефицит на витамин А е намален темп на растеж. Въпреки че отказът от наддаване на тегло е постоянен признак на дефицит на витамин А при плъхове, механизмът на този ефект е несигурен. 7, 19

По време на този експеримент бяха използвани два витаминни премикса. В оригиналния премикс не е открит витамин А, но той е бил съхраняван при 4 ° C и редовно изложен на светлина, вместо да бъде замразен и държан на тъмно, както се препоръчва. Следователно, всеки витамин А, присъстващ първоначално в оригиналния премикс, може да се е разградил преди анализа. Заместващият витаминен премикс съдържа 70 000 IU/kg витамин А, а не посочените 250 000 IU/kg. Тъй като една и съща компания формулира както оригиналните, така и заместващите премикси, и двете вероятно първоначално съдържаха сходна концентрация на витамин А. Този сценарий предполага, че плъховете от албуминовата група са получавали малки количества витамин А през по-голямата част от експеримента. Тази хипотеза се подкрепя от откриването на витамин А, макар и при ниски концентрации, в проби от плазма и черен дроб, взети след 25 седмици хранене с дефицитната диета. В допълнение, за разлика от плъхове, хранени с диети, които не съдържат витамин А, 2 плъха в настоящия доклад продължават да наддават бавно по време на експеримента и повечето преживяват 34 седмици от дефицит.

Въпреки че и двете диети съдържат дефектния витаминен премикс, дефицит се наблюдава само при плъхове от групата на албумините. Този резултат е възникнал, защото съдържащото се в млечната диета мляко на прах съдържа 15 500 IU/kg витамин А. Следователно, тази диета съдържа 9729 IU/kg витамин А, много над 1100 до 2500 IU/kg, необходими за предотвратяване на дефицит. 19 За разлика от това, тъй като нито една от съставките на албуминовата диета не съдържа витамин А, в тази диетична група се развива дефицит.

След 34 седмици недостиг на витамин А, 32% от плъховете са развили уринарни калкули. Развитие на уринарния камък се наблюдава при плъхове, хранени с диета с дефицит на витамин А в продължение на 18 седмици. 7 В допълнение, храненето с диета, която е едновременно калкулогенна и с недостиг на витамин А в продължение на 22 седмици, води до уринарни калкули при 86% от плъховете. 12 Механизмите, чрез които дефицитът на витамин А причинява образуване на зъбен камък при плъхове, са неясни. Недостигът на витамин А променя състава на урината. 8, 25 В допълнение, сквамозната метаплазия на пикочните пътища може да доведе до остатъци от кератин, които насърчават образуването на зъбен камък. 13 В настоящия доклад за случая калкулациите не са били очевидни при плъхове, умрели преди 28 седмици от дефицит. След 34 седмици дефицит, всички оценени плъхове са имали сквамозна метаплазия на пикочните пътища. Поради това е трудно да се определи дали камъните се образуват поради сквамозна метаплазия, променен състав на урината или комбинация от двете.

Оригиналната диета AIN76 е модифицирана през 1993 г., за да се намали развитието на уринарни камъни. 18 Следователно, калкула се очаква да бъде рядкост, когато се използва диетата AIN93. 18 Доказано е обаче, че заместването на леворотарен (1) холин битартрат със синтетичен рацемичен (dl) холин битартрат предизвиква уринарни калкули при плъхове, хранени с диетата AIN-93. 3, 14, 17 Тази разлика вероятно се дължи на сравнителната неразтворимост на dl-холин битартрат, което води до тубуларно утаяване и последваща кристалурия. 6 В допълнение, неадекватното смесване на диети AIN93 може да предразположи животните към образуване на зъбен камък поради изолирани зони, съдържащи високи концентрации на селен. 17 Неправилната формулировка, водеща до диети с дефицит на витамин В6, също може да предразположи плъховете към образуване на уринен камък. 5

Два плъха с дефицит на витамин А развиха перитонит малко след овариохистеректомия. Недостигът на витамин А може да увреди много компоненти на имунната система. 20, 23, 24 Следователно, въпреки че хирургичното замърсяване е бил вероятният източник на бактериите, може би иначе незначително бактериално замърсяване е довело до фатален перитонит поради нарушена имунна система. Въпреки това, само 2 плъхове са развили перитонит и може да е случайно, че и двамата са с дефицит на витамин А. По същия начин степента, до която увреждането на имунната функция предразполага дефицитните плъхове към инфекции на пикочните пътища, е неизвестна.

Въпреки че клиничните признаци и хистологичните лезии при плъховете в този случай са в съответствие с дефицита на витамин А, окончателната диагноза изисква анализ на проби от засегнатите плъхове. Анализът на диетата и витаминните премикси позволи да се установи причината за дефицита. Въпреки това, въпреки че дефицитът на витамин А може да бъде потвърден, възможността плъховете да са имали множество допълнителни дефицити на витамини или минерали не може да бъде окончателно изключена.

Този доклад на случая илюстрира необходимостта от строг контрол на качеството при формулирането и съхранението на витаминните премикси. Дефектен витаминен премикс може, както в този случай, да доведе до диета, която не отговаря на изискванията на животното, причинявайки синдром на дефицит. Дефектните витаминни премикси обаче също могат да компрометират експерименталните резултати. В настоящия доклад беше установено неправилно съдържание на витамин А в премикса, тъй като нямаше допълнителен източник на витамин А в диетата, базирана на албумин. Ако и двете диети съдържаха допълнителен източник на витамин А, дефицитът нямаше да се развие, но ниското съдържание на витамин А в премикса можеше да повлияе на експерименталните резултати.

В заключение, дефицитът на витамин А при описаните плъхове се представя клинично като неуспех в наддаване на тегло, последван от увеличени инфекции на пикочните пътища. Хистологичното изследване разкрива сквамозна метаплазия, която е ограничена до пикочните пътища. При тези плъхове количеството на витамин А в диетата изглежда достатъчно, за да се предотвратят по-добре разпознати симптоми на дефицит като инация, очни лезии и инфекция на дихателните пътища. Следователно, дефицит на витамин А трябва да се има предвид дори при липса на тези промени. За окончателна диагноза на дефицит на витамин А е необходим анализ на хранителни и тъканни проби. Този случай подчертава значението на строгите стандарти при производството и съхранението на витаминни премикси и диети.