Induced Growth and Precocious Maturation of the Digestive System in Suckling Rats and Pigs after Exposure to Red Kidney Bean Lectin

Abstract: Popular Abstract in Swedish Däggdjurens mag-tarmkanal genomgår dramatiska strukturella och funktionella förändringar under di-perioden för att anpassa individen för den fasta föda som kommer att bli den huvudsakliga näringskällan efter avvänjningen från modersmjölken. Dessa förändringar följer en ?biologiska klocka? och är således huvudsakligen genetiskt styrda. Däremot kan yttre och inre stimuli såsom hormoner och vissa ämnen i födan delvis styra när under di-perioden anpassningsprocesserna (mognadsprocessen) startar. Det är sedan tidigare känt att lektinet phytoheamaglutinin (PHA) ? ett slags protein - från röda böner (Phaseoulus vulgaris) fungerar som en tillväxtfaktor för mag-tarmkanalen hos vuxna råttor, bl. a. genom att öka celldelningshastigheten i tunntarmens slemhinna. Därför var hypotesen för detta arbete att genom att påskynda celldelningen med hjälp av PHA i diande djur, skulle en mer vuxen mag-tarmkanals funktion framträda prematurt i de diande djuren d.v.s. innan den naturliga avvänjningen och mognadsprocessen påbörjats. Studien var upplagd så att diande råttor eller grisar matades med PHA i upp till tre dagar i följd före den naturliga avvänjningen, för att undersöka om en förtida mognad av mag-tarmkanalen kunde åstadkommas i de diande djuren med hjälp av behandlingen. I en delstudie gavs PHA, förutom via sondmatning, även som en injektion under huden för att undersöka om sättet på vilket PHA tillfördes djuret hade någon betydelse för PHAs effekt. Efter PHA-behandlingen studerades mag-tarmkanalens tillväxt, tarmcellernas celldelning (proliferation) och utseende, tarmens struktur på mikroskopisk nivå (morfologi), vissa sockernedbrytande enzymers (disackaridaser) aktivitetsmönster, tarmens kapacitet att släppa igenom stora molekyler (proteiner) samt bukspottskörtelsens enzyminnehåll, allt som en måttstock för mag-tarmkanalens mognadsgrad. Till exempel användes som tecken på mognad att tarmen inte släppte igenom stora molekyler, därför att en omogen tarm i diande råttor har en större genomsläpplighet av proteiner (som bildar stora molekyler) än en mogen tarm. Vidare har den omogna tarmen en större förmåga att bryta ner mjölksocker än en mogen tarm, som i stället förmår att bryta ner maltsocker och rörsocker i högre grad. Dessutom studerades PHAs påverkan på blodnivåerna av olika hormoner (kortikosteron och insulin i råtta, respektive kolecystokinin i gris) för att undersöka om dessa möjligen var en av verkningsvägarna via vilken PHA utövade sina effekter på mag-tarmkanalen. Sammantaget visar resultaten i avhandlingen att genom att mata diande råttor med PHA påskyndas tillväxten och den funktionella mognaden av deras mag-tarmkanal och bukspottskörtel. De mest framträdande effekterna av behandlingen var att tarmens förmåga att ta upp stora molekyler försvann, vilket är en egenskap representativ för den vuxna tarmen, samt att disackaridasernas aktivitetsmönster och bukspottskörteln antog en mer vuxen profil. Resultaten visar också att det verkar finnas en kritisk period vid ca 14 dagars ålder, under vilken PHA kan inducera oåterkalleliga förändringar av mag-tarmkanalen liknade de som inträffar vid avvänjningen och därför kan betecknas som förtida mognande. Dessutom visade resultaten att PHA måste tillföras individen via munnen för att fullt kunna påverka och framkalla mognad av alla de undersökta organen. Resultaten i studien pekar också på möjligheten att PHA utövar sin mognadseffekt genom aktivering av vissa delar av immunförsvaret. Detta är i så fall en alternativ verkningsmekanism till den hormon-medierade verkningsvägen. Det finns sedan tidigare publicerat att s.k. inflammatoriska cytokiner, ett slags lokalt verkande signalsubstanser som bl. a. aktiveras vid skador i vävnaden, också utsöndras från tarmceller vid exponering för PHA. Detta antogs därför som en möjlig mekanism-väg, särskilt med tanke på att denna avhandling kunde visa att strax efter det att PHA binder till tarmens slemhinna uppträder en temporär skada på slemhinnan och tarmens funktion blir tillfälligt nedsatt. Detta i sin tur torde aktivera tarmens reparationssystem och därmed också immunförsvaret. Liknande mognadseffekter på mag-tarmkanalens som hos diande råtta sågs även hos diande grisar efter det att de blivit matade med röda böner (innehållande ca 25% PHA). Med tanke på skillnaderna i arternas naturliga tidsmässiga utveckling kunde det rimligen antas att PHA hade en mognadsinducerande effekt hos diande grisar och troligen även hos andra däggdjur.