Hepatic Perisinusoidal Myofibroblast Proliferation and Systemic Inflammatory Response Precedes Sep/Tox Hepatitis in Broilers

Avian Dis. 2021 Mar;65(1):10-17. doi: 10.1637/aviandiseases-D-19-00157.

Abstract

Septicemia-toxemia (sep/tox) falls under U.S. Department of Agriculture (USDA) food safety Category 1 and is the most common and economically significant cause of broiler carcass condemnations. Hepatic lesions are considered a possible consequence of septicemia and associated bacterial contamination of the carcass. Thus, these lesions are considered an indicator of sep/tox (sep/tox hepatitis). This study was undertaken to analyze the histologic lesions preceding grossly visible liver lesions leading to condemnation because of sep/tox at the processing plant. Livers from carcasses of broilers condemned by USDA inspectors for sep/tox were used to establish microscopic and gross criteria of end-stage sep/tox hepatitis. Following the characterization of sep/tox hepatitis, broilers from a farm with a history of sep/tox condemnations were submitted for postmortem examination and bacteriologic investigation at four intervals during the final 20 days of production. Five healthy and five clinically ill chickens were submitted from four houses at 18, 25, 32, and 38 days of production (160 total). Microscopic lesions representing hepatic perisinusoidal myofibroblast proliferation (HPMP), periportal extramedullary granulopoiesis (PEMG), splenic follicular histiocytosis, and bone marrow cellularity (BMC) were graded subjectively for each bird, and subjective grading was evaluated with digital quantitative techniques. Perisinusoidal hepatic stellate cell morphology and progressive transformation of these cells into myofibroblasts was confirmed by immunohistochemistry for smooth muscle actin and desmin. Aerobic cultures of livers and gall bladders from sep/tox birds yielded no growth of bacteria associated with septicemia. Mild to severe HPMP was observed in all age groups, representing 28% of examined birds. Increases in inflammatory cells observed by PEMG and BMC were positively correlated with progressive HPMP and end-stage sep/tox hepatitis in broiler chickens.

Artículo regular—Proliferación de miofibroblastos perisinusoidales hepáticos y respuesta inflamatoria sistémica que precede a la hepatitis por septicemia y toxemia (sep/tox) en pollos de engorde. La septicemia-toxemia (sep/tox) se incluye en la Categoría 1 de seguridad alimentaria del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. (USDA) y es la causa más común y económicamente significativa de decomisos de canales de pollos de engorde. Las lesiones hepáticas se consideran una posible consecuencia de la septicemia y de la contaminación bacteriana asociada con la canal. Por lo tanto, estas lesiones se consideran un indicador de septicemia/toxemia (hepatitis sep/tox). Este estudio se llevó a cabo para analizar las lesiones histológicas que preceden a las lesiones hepáticas muy visibles que conducen a los decomisos debido a septicemia/toxemia en la planta de procesamiento. Se utilizaron hígados de canales de pollos de engorde decomisados por los inspectores del USDA por septicemia/toxemia para establecer criterios microscópicos y generales de hepatitis en etapa terminal de la septicemia/toxemia. Después de la caracterización de la hepatitis por septicemia/toxemia, los pollos de engorde de una granja con un historial de decomisos por septicemia/toxemia se sometieron a examen post mortem e investigación bacteriológica en cuatro intervalos durante los últimos 20 días de producción. Se enviaron cinco pollos sanos y cinco clínicamente enfermos de cuatro casetas a los 18, 25, 32 y 38 días de producción (160 en total). Las lesiones microscópicas que representan la proliferación de miofibroblastos perisinusoidales hepáticos (HPMP), la granulopoyesis extramedular periportal (PEMG), la histocitosis folicular esplénica y la celularidad de la médula ósea (BMC) se clasificaron subjetivamente para cada ave, y la clasificación subjetiva se evaluó con técnicas cuantitativas digitales. La morfología de las células estrelladas hepáticas perisinusoidales y la transformación progresiva de estas células en miofibroblastos se confirmó mediante inmunohistoquímica para actina y desmina del músculo liso. Los cultivos aeróbicos de hígados y vesícula biliar de aves con septicemia/toxemia no produjeron crecimiento de bacterias asociadas con la septicemia. Se observó proliferación de miofibroblastos perisinusoidales hepáticos de leve a severa en todos los grupos de edad, lo que representa el 28% de las aves examinadas. Los aumentos en las células inflamatorias observados por granulopoyesis extramedular periportal y celularidad de la médula ósea se correlacionaron positivamente con proliferación progresiva de miofibroblastos perisinusoidales hepáticos y con hepatitis por septicemia/toxemia en etapa terminal en pollos de engorde.

Keywords: broilers; hepatic stellate cells; hepatitis; myofibroblast; septicemia-toxemia.

MeSH terms

  • Animals
  • Cell Proliferation*
  • Chickens*
  • Hepatitis, Animal / pathology*
  • Hepatitis, Animal / virology
  • Liver / pathology*
  • Myofibroblasts / physiology*
  • Poultry Diseases / pathology*
  • Poultry Diseases / virology
  • Sepsis / veterinary
  • Sepsis / virology
  • Systemic Inflammatory Response Syndrome / pathology
  • Systemic Inflammatory Response Syndrome / veterinary*
  • Systemic Inflammatory Response Syndrome / virology
  • Toxemia / veterinary
  • Toxemia / virology