Histochemical differences along the intestine of Corydoras paleatus (Siluriformes: Callichthyidae) / Diferencias histoquímicas a lo largo del intestino de Corydoras paleatus (Siluriformes: Callichthyidae)

AbstractThe Neotropical catfish Corydoras paleatus is a facultative air-breather and the caudal half of the intestine is involved in gas exchange. In South America, air-breathing fishes are found in tropical or sub-tropical freshwaters where the probability of hypoxia is high. The aim of this study was to characterize by traditional histochemical and lectinhistochemical methods the pattern of carbohydrate in the intestinal mucosa. Intestine samples were taken from 25 healthy adult specimens collected in Buenos Aires (Argentina). Samples were fixed by immersion in 10 % buffered formalin and routinely processed and embedded in paraffin wax. Subsequently, these sections were incubated in the biotinylated lectins battery. Labeled Streptavidin-Biotin (LSAB) system was used for detection, diaminobenzidine as chromogen and haematoxylin as a contrast. To locate and distinguish glycoconjugates (GCs) of the globet cells, we used the following histochemical methods: PAS; PAS*S; KOH/ PA*S; PA/Bh/KOH/PAS; KOH/PA*/Bh/PAS; Alcian Blue and Toluidine Blue at different pHs. Microscopically, the general structure of vertebrate intestine was observed and showed all the cell types characteristic of the intestinal epithelium. The cranial sector of catfish intestine is a site of digestion and absorption and its structure is similar to other fish groups. In contrast, enterocytes of the caudal portion are low cuboidal cells; and between these, globet cells and capillaries are observed, these latter may reach the mucosal lumen. Underlying the epithelium, observed a well-developed lamina propria-submucosa made of connective tissue; this layer was highly vascularized and did not exhibit glands. According to histochemistry, the diverse GCs elaborated and secreted in the intestine are associated with specific functions in relation to their physiological significance, with special reference to their role in lubrication, buffering effect and prevention of proteolytic damage to the epithelium together with other biological processes, such as osmoregulation and ion exchange. The lectinhistochemical analysis of the intestinal mucosa reveals the presence of terminal residues of glucose, mannose and galactose. In conclusion, this study has shown that GCs synthesized in the intestine of C. paleatus exhibit a high level of histochemical complexity and that the lectin binding pattern of the intestinal mucosa is characteristic of each species and the variations are related with the multiple functions performed by the mucus in the digestive tract. The information generated here may be a relevant biological tool for comparing and analyzing the possible glycosidic changes in the intestinal mucus under different conditions, such as changes in diet or different pathological stages. Rev. Biol. Trop. 64 (1): 327-340. Epub 2016 March 01.

ResumenEl pez neotropical Corydoras paleatus, de respiración aérea de tipo facultativa, utiliza el sector caudal del intestino para el intercambio gaseoso. En América del Sur, los peces con respiración aérea se encuentran en las aguas dulceacuícolas tropicales y subtropicales, donde la probabilidad de hipoxia es alta. El objetivo de este trabajo fue caracterizar mediante técnicas histoquímicas tradicionales y de lectinhistoquímica el patrón de carbohidratos de la mucosa intestinal. Para ello se utilizaron muestras de intestino de 25 ejemplares sanos adultos recolectados en la provincia de Buenos Aires (Argentina). Las muestras fueron fijadas en formol amortiguado al 10 % y se procesaron para su inclusión en parafina. Posteriormente, los cortes fueron incubados con una batería de lectinas biotiniladas. Se utilizó el sistema de marcado con estreptavidina-biotina (LSAB) para su detección, diaminobencidina como cromógeno y hematoxilina como colorante de contraste. Para localizar y diferenciar los glicoconjugados (GCs) de las células caliciformes, se utilizaron las siguientes técnicas histoquímicas: PAS, PAS*S, PAPS, KOH/PA*S, PA/Bh/KOH/PAS, KOH/PA*/Bh/PAS, Azul Alcian y Azul de Toluidina a diferentes pHs. Microscópicamente, se observa la estructura general del intestino de los vertebrados y el epitelio intestinal presenta todos los tipos celulares característicos de esta región. El sector craneal del intestino de este teleósteo, es el sitio de digestión y absorción, y posee una estructura similar a la de otros grupos de peces. En cambio, los enterocitos de la porción caudal, son células cúbicas bajas, entre ellos se observan células caliciformes y capilares sanguíneas que llegan hasta el lumen de la mucosa. Por fuera del epitelio, se observa una lámina propia-submucosa muy desarrollada compuesta por tejido conectivo, altamente vascularizada que no presenta glándulas. De acuerdo con las técnicas histoquímicas, los diversos GCs elaborados y secretados por la mucosa intestinal se encuentran asociados con funciones específicas de importancia fisiológica, como su rol en la lubricación, su efecto amortiguador y la prevención de daños proteolíticos del epitelio junto con otros procesos biológicos, tales como la osmorregulación y el intercambio iónico. El análisis lectinhistoquímico de la mucosa intestinal revela la presencia de residuos terminales de glucosa, manosa y galactosa. En conclusión, en este estudio se demuestra que los GCs sintetizados en el intestino de C. paleatus muestran un alto nivel de complejidad histoquímica y que el patrón de unión de lectina de la mucosa intestinal es característico para cada especie y las variaciones se hallan relacionadas con las múltiples funciones realizadas por el mucus en el tracto digestivo. La información brindada en este trabajo es una herramienta de relevancia biológica para comparar y analizar los posibles cambios glicosídicos del mucus intestinal bajo diferentes condiciones como los cambios en la dieta o diferentes estados patológicos.

O processo de interação de Leishmania (Leishmania) chagasi com Lutzomyia (Lutzomyia) longipalpis e a importância do lipofosfoglicano (LPG) / The process of interaction of Leishmania (Leishmania) chagasi through Lutzomyia longipalpis (Lutzomyia) and the importance of lipofosfoglicano (LPG)

Estudos da interação Leishmania-vetor são importantes para o entendimento dos processos dedesenvolvimento e transmissão do parasito. Significativas informações têm sido relatadasprincipalmente para espécies de Leishmania do Velho Mundo. No Novo Mundo, existempoucas informações detalhadas sobre o desenvolvimento de Leishmania chagasi em seu vetornatural Lutzomyia longipalpis. O desenvolvimento desse parasito foi investigado em infecçõesexperimentais do vetor com promastigotas e amastigotas axênicas obtidas por transformação invitro. Ambas as formas do parasito geraram alta porcentagem de flebotomíneos infectados. Foiobservado um decréscimo no número de parasitos por intestino no terceiro dia após o repasto.Entretanto, os parasitos sobreviventes nos dois grupos foram capazes de se multiplicar e sedesenvolver no intestino, apresentando densidade máxima entre seis e sete dias. Todos osmorfotipos de promastigotas foram observados. Infecções iniciadas com promastigotas ouamastigotas axênicas mostraram perfis semelhantes de desenvolvimento e produziram formasinfectantes. Assim, promastigotas podem ser preferencialmente utilizadas em experimentos deinfecção por ser este um processo menos laborioso.

Para muitas espécies de Leishmania temsido sugerido que o lipofosfoglicano (LPG) promova a adesão do parasito ao epitélio intestinaldo flebotomíneo. Análises estruturais do LPG de diferentes espécies de Leishmania têmrevelado que o polimorfismo nesses glicoconjugados se deve a variação dos açúcares dascadeias laterais e "cap". A análise das cadeias laterais da cepa BH46 revelou pela primeira vezum LPG poliglicosilado em L. chagasi. A importância do LPG na sobrevivência dessa espécieem L. longipalpis foi investigada usando parasitos mutantes em LPG. Foram observadasreduções na sobrevivência ou no crescimento desses mutantes no período que antecede adefecação e, em 60 horas, a infecção foi perdida. Em todos os pares naturais Leishmania/vetoranalisados até o momento o LPG é requerido para a adesão do parasito ao intestino para evitarsua expulsão com o bolo fecal. Diferentemente, nós observamos que a síntese de LPG foiessencial para a sobrevivência inicial de L. chagasi no intestino de L. longipalpis,provavelmente protegendo o parasito do ataque enzimático. Aspectos morfológicos dessainteração foram investigados por microscopia óptica, eletrônica de varredura e transmissão.Diferente da adesão altamente especializada previamente proposta para L. chagasi em L.longipalpis, poucos parasitos foram observados com corpo e flagelo em contato com o epitéliointestinal e, esporadicamente, com o flagelo superficialmente inserido entre asmicrovilosidades. Diante de nenhuma vacina efetiva contra a doença e de uma variedadelimitada de drogas para o tratamento, detalhes de todos os aspectos da biologia do parasito sãodesejáveis para a formulação de novas estratégias de controle contra o protozoário e o vetor.

O processo de interação de Leishmania (Leishmania) chagasi com Lutzomyia (Lutzomyia) longipalpis e a importância do lipofosfoglicano (LPG)

Estudos da interação Leishmania-vetor são importantes para o entendimento dos processos dedesenvolvimento e transmissão do parasito. Significativas informações têm sido relatadasprincipalmente para espécies de Leishmania do Velho Mundo. No Novo Mundo, existempoucas informações detalhadas sobre o desenvolvimento de Leishmania chagasi em seu vetornatural Lutzomyia longipalpis. O desenvolvimento desse parasito foi investigado em infecçõesexperimentais do vetor com promastigotas e amastigotas axênicas obtidas por transformação invitro. Ambas as formas do parasito geraram alta porcentagem de flebotomíneos infectados. Foiobservado um decréscimo no número de parasitos por intestino no terceiro dia após o repasto.Entretanto, os parasitos sobreviventes nos dois grupos foram capazes de se multiplicar e sedesenvolver no intestino, apresentando densidade máxima entre seis e sete dias. Todos osmorfotipos de promastigotas foram observados. Infecções iniciadas com promastigotas ouamastigotas axênicas mostraram perfis semelhantes de desenvolvimento e produziram formasinfectantes. Assim, promastigotas podem ser preferencialmente utilizadas em experimentos deinfecção por ser este um processo menos laborioso.

Para muitas espécies de Leishmania temsido sugerido que o lipofosfoglicano (LPG) promova a adesão do parasito ao epitélio intestinaldo flebotomíneo. Análises estruturais do LPG de diferentes espécies de Leishmania têmrevelado que o polimorfismo nesses glicoconjugados se deve a variação dos açúcares dascadeias laterais e "cap". A análise das cadeias laterais da cepa BH46 revelou pela primeira vezum LPG poliglicosilado em L. chagasi. A importância do LPG na sobrevivência dessa espécieem L. longipalpis foi investigada usando parasitos mutantes em LPG. Foram observadasreduções na sobrevivência ou no crescimento desses mutantes no período que antecede adefecação e, em 60 horas, a infecção foi perdida. Em todos os pares naturais Leishmania/vetoranalisados até o momento o LPG é requerido para a adesão do parasito ao intestino para evitarsua expulsão com o bolo fecal. Diferentemente, nós observamos que a síntese de LPG foiessencial para a sobrevivência inicial de L. chagasi no intestino de L. longipalpis,provavelmente protegendo o parasito do ataque enzimático. Aspectos morfológicos dessainteração foram investigados por microscopia óptica, eletrônica de varredura e transmissão.Diferente da adesão altamente especializada previamente proposta para L. chagasi em L.longipalpis, poucos parasitos foram observados com corpo e flagelo em contato com o epitéliointestinal e, esporadicamente, com o flagelo superficialmente inserido entre asmicrovilosidades. Diante de nenhuma vacina efetiva contra a doença e de uma variedadelimitada de drogas para o tratamento, detalhes de todos os aspectos da biologia do parasito sãodesejáveis para a formulação de novas estratégias de controle contra o protozoário e o vetor.

Nitrogen-deficient microalgae are rich in cell-surface mannose: potential implications for prey biorecognition by phagotrophic protozoa / Microalgas com deficiência de nitrogênio são enriquecidas com manose na superfície celular: potenciais implicações para reconhecimento de presas por protozoários fagotróficos

Flow cytometry was used to quantify the abundance of mannose-linked glycoconjugates on microalgae precultured using low- or high-nitrate media. Nitrogen-deficient microalgae were richer in cell-surface mannose than nitrogen-sufficient. Findings are discussed in view of recent research which reveals mannose-specific 'feeding receptors' assist prey biorecognition by phagotrophic protozoa that ingest microalgae.

Citometria de fluxo foi usada para quantificar a abundância de glicoconjugados com manose em precultivos de microalgas usando meios com baixo e alto teor de nitrato. Microalgas com deficiências de nitrogênio tinham mais manose na superfície celular do que as com nitrogênio suficiente. Resultados são discutidos com base nas pesquisas recentes que revelam receptores específicos para manose que auxiliam no reconhecimento da presa por protozoários fagotróficos que ingerem microalgas.

Expression pattern of glycoconjugates in the Bidderian and ovarian follicles of the Brazilian toad Bufo ictericus analyzed by lectin histochemistry

O órgão do Bidder e o ovário do sapo Bufo ictericus foram analisados por meio de microscopia de luz, utilizando a coloração pela hematoxilina-eosina (HE) e o método do ácido periódico de Schiff (PAS). A expressão e a distribuição de carboidratos foram verificadas por meio da histoquímica com lectinas, tendo sido utilizadas 8 lectinas com diferentes especificidades para carboidratos (Ulex europaeus (UEA I), Lens culinaris (LCA), Erythrina cristagalli (ECA), Arachis hypogaea (PNA), Ricinus communis (RCA I), Aleuria aurantia (AAA), Triticum vulgaris (WGA) e Glycine maximum (SBA). Os resultados mostraram que a zona pelúcida Bidderiana apresenta resíduos de a-mannose, a-L-fucose, b-D-galactose, N-acetilDglicosamine e a/b-N-acetil-galactosamina. As células foliculares Bidderianas mostraram a presença de b-D-galactose e N-acetil-D-glicosamina. Na matriz de extracelular foram detectados resíduos de a-mannose e a/b-N-acetil-galactosamina. Resíduos de a-L-fucose, N-acetyl-D-glicosamina e a/b-N-acetil-galactosamina foram evidenciados na zona pelúcida ovariana, enquanto na célula folicular foi detectado o resíduo de a-mannose e de N-acetil-D-glicosamina. Assim, a zona pelúcida, em ambos os órgãos, contém resíduos de N-acetil-D-glicosamina e a/b-N-acetil-galactosamina. O resíduo de a-L-fucose foi detectado na zona pelúcida de ambos os órgãos, mas utilizando-se diferentes lectinas. Considerando que o resíduo de a-D-galactose é ausente no ovário, mas presente no órgão de Bidder, a a-D-galactose pode ter um papel importante no controle do desenvolvimento folicular, bloqueando o desenvolvimento dos folículos Bidderianos e impedindo que o órgão de Bidder se transforme em um ovário funcional.

Recognition of n-acetylglucosamine (GLyNAc) and poly-i-acetyllactosamine residues in vessels of the rat pineal gland

Las lectinas son proteínas que contienen áreas singulares para el reconocimiento de secuencias de azúcares en los glicoconjugados. La lecitina del tomate Lycopersicon esculentum (LEL) es capaz de reconocer específicamente los residuos de N-acetil-glucosamina (Gly-Nac) y poli-N-acetil-lactosamina. Utilizamos la técnica histoquímica para LEL conjugada a la biotina con el propósito de investigar en la glándula pineal de ratones adultos y durante el desarrollo, las estructuras morfológicas capaces de unirse a esta lecitina. Nuestros resultados experimentales mostraron un material de coloración por la LEL, solamente en la superficie de las células endoteliales de todos los vasos sanguíneos y en todas las regiones de la glándula. La excepción ocurrió en los ratones con un día pos-natal (PN1), donde solamente los vasos de la región más periférica de la glándula presentaban coloración marrón amarillenta por la LEL, pero ninguno presentaba esta coloración en la región más central de la glándula. La reacción apareció especialmente en el espacio interno de las pseudo-rosetas, demostrando así que este espacio está, seguramente, representado por un vaso.

Histoquimica de lectinas en la lengua del sapo Bufo marinus L / Lectin histochemical of the cane toad Bufo marinus L. tongue

Lectin histochemistry at light microscope level was used in the tongue of the cane toad Bufo marinus to determine the distribution of sugar residues in glycoconjugates (GCs) previously localized and characterized by conventional histochemical techniques. Five horseradish-peroxidase (HRP)labeled-lectins, namely Con A, PNA, SBA, UEA-1 and WGS were used. Additionally, neuraminidase (N) treated sections before the staining procedures were used in order to dilucidate the presence of terminal sialic acid (SA). Sugar residues in GCs of the taste organ (TO) associated mucous cells stained more intensely with WGA than with Con A and UEA-1. All the sensory cells reacted with Con A and WGA but one type of them were characteristically labeled by UEA-1. The glycocalix (gc) of the TOs resulted ensely stained with Con A and with WGA and UEA-1 before and after N treatment. The GCs in the mucous-supporting cells of dorsal mucosae filiform papillae and folds reacted intensely with WGA and weakly with Con A. The ciliated cells (cic) were intense and characteristically stained with UEA-1 and WGA and moderately with Con A. The gc reacted more intensely with WGA than with Con A. Dorsal mucosae glands secretory cells mucins were characteristically stained with PNA, SBA and WGA besides Con A, while glandular ciliated cells showed the same staining pattern as in the filiform papillae. In the ventral mucosa all epithelium cells resulted stained with WGA and Con A, while differentiated goblet cells only reacted as well with UEA-1 and PNA before and after neuraminidase treatment. Unexpectedly, cliated ventral ucosae cells did not react with UEA-1 but only with WGA and Con A. The results have shown that lectin histochemistry is an interesting tool to characterize similarities and differences in the lingual GCs sugar residues composition and distribution, particularly those located in epithelial cells

Caracterizacion histoquimica de los glicoconjugados de la lengua del sapo Bufo marinus L. (Anfibio, Anuro) con tecnicas convencionales para microscopia de luz / Histochemical characterization of glycoconjugates in the tongue of the toad Bufo marinus L. (Amphibian, Anuran) with conventinonal techniques for light microscopy

Histochemical stains with and without enzymatic digestions such as alpha-amylase, neuraminidase and hyaluronidase, made possible to localize and differentiate various types of glycoconjugates (GCs) in the tongue of the toad Bufo marinus. In the dorsal mucosae the covering epithelium of the filiform papillae, of the central folds and in the marginal cells of the fungiform papillae there were present large amounts of neutral GCs with little or no galactose and/or N-acetylgalactosamine and scanty carboxylic acid GCs while the superficial strata of the taste organs showed a mixture of neutral an acid GCs with a predominance of sulfated and carboxylic acid GCs. The glandular secretory cells showed neutral GCs almost exclusively with a gradient of concentrations increasing from the base to the apex being galactose or N-acetyl-galactosamine one of the component sugars. The ventral epithelium showed two types of mucous cells, one with neutral GCs and the other with neutral and acidic GCs. The connective tissue contained many mast cells showing highly acid GCs both sulfated and carboxilic with some neutral GCs. The extracellular connective matrix showed scanty neutral and acid GCs. Glycogen was present in the cytoplasm of glandular epithelial cells and of the striated muscle fibers. Additionally, the obtained results suggest the presence of a type of GC with a carboxylic acid (sialic acid) resistant to neuraminidase of Clostridium perfringens used in this study.