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

ABSTRACT

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.

RESUMEN

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.