The effects of early diabetes on duodenal alterations in the rats / Efectos de la diabetes temprana sobre las alteraciones duodenales en ratas

ABSTRACT

SUMMARY: Diabetes mellitus (DM) mainly affects functional changes in the duodenum, which plays an important role in the digestion and absorption of food. The impairment of duodenal function contributes to malnutrition, abdominal bloating and pain in diabetic patients. Thus, this study aimed to investigate the histological alterations and quantitative measurements of duodenal structures in the early stage of streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats. Eight male Sprague-Dawley rats were divided into three control and five diabetic rats. Diabetes was induced by a single intraperitoneal dose of 60 mg/kg STZ. After four weeks of diabetic induction, the duodenum was prepared for histological study and morphometric analysis. In diabetic rats, there were deformed villi with disrupted surface epithelium and mildly distorted shapes of crypts, together with an increase in villus height and crypt depth. The epithelial cells detached from their underlying basement membrane. The goblet cells decreased in number, whereas an increased number of Cellula panethensis (Paneth cells) with pale-stained eosinophilic granules occurred in the DM group. A diabetic thickened submucosal layer was observed as enhanced duodenal glands (Brunner's glands) hypertrophy and collagen accumulation. These findings indicated that histopathologic lesions of the duodenum developed in the early stage of diabetes. The destruction of villi, crypts, and epithelium may affect digestion and absorption. The structural changes in goblet and Cellula panethensis and duodenal glands may be associated with malfunction to protect duodenal mucosa from bacteria and stomach acid. These conditions can worsen the quality of life in diabetic individuals, leading to complications such as maldigestion, malabsorption, and duodenal ulcer.

RESUMEN

RESUMEN: La diabetes mellitus (DM) afecta principalmente a cambios funcionales en el duodeno, que juega un papel importante en la digestión y absorción de los alimentos. El deterioro de la función duodenal contribuye a la desnutrición, distensión abdominal y dolor en pacientes diabéticos. Por lo tanto, este estudio tuvo como objetivo estudiar las alteraciones histológicas y determinar las mediciones cuantitativas de las estructuras duodenales en la etapa temprana de ratas diabéticas inducidas por estreptozotocina (STZ). Ocho ratas macho Sprague-Dawley fueron distribuidas en dos grupos: tres ratas control y cinco diabéticas. La diabetes se indujo mediante una dosis intraperitoneal única de 60 mg/kg de STZ. Después de cuatro semanas de inducción, se preparó el duodeno para estudio histológico y análisis morfométrico. En ratas diabéticas, había vellosidades deformadas con epitelio superficial destruido y formas ligeramente distorsionadas de las criptas, junto con un aumento en la altura de las vellosidades y la profundidad de las criptas. Las células epiteliales se encontraban separadas de la membrana basal subyacente. Las células caliciformes habían disminuido en número, mientras que en el grupo DM se produjo un aumento en el número de Cellula panethensis (células de Paneth) con gránulos eosinofílicos teñidos pálidos. Se observó una capa submucosa engrosada con aumento de la hipertrofia de las glándulas duodenales (glándulas de Brunner) y acumulación de colágeno. Estos hallazgos indican que las lesiones histopatológicas del duodeno se desarrollaron en la etapa temprana de la diabetes. La destrucción de vellosidades, criptas y epitelio puede afectar la digestión y la absorción. Los cambios estructurales en Cellula panethensis y glándulas duodenales pueden estar asociados con un mal funcionamiento en la protección de la mucosa duodenal tanto de las bacterias como del ácido gástrico. Estas condiciones pueden empeorar la calidad de vida de las personas diabéticas y provocar complicaciones como mala digestión, malabsorción y úlcera duodenal.