Hypertrophic and metaplastic changes of goblet cells in rat nasal epithelium induced by endotoxin.

Abstract

To elucidate the mechanisms of epithelial mucus hypersecretion in upper respiratory airway inflammation, we produced hypertrophic and metaplastic changes of goblet cells in rat nasal respiratory epithelium by intranasal instillation of endotoxin. Significant increase of hypertrophic goblet cells was induced in the septal epithelium transversely sectioned at the level of incisive papilla at 24 h after the intranasal instillation of 0.1 mg of endotoxin. This change was completed after 3 d of endotoxin instillations and recovered by normal epithelium 7 d after the last instillation. Total cell number and the number of basal and ciliated cells counted over 2 mm of basal lamina did not change; however, the number of goblet cells increased and that of nongranulated secretory cells decreased time-dependently after endotoxin instillations. Mitotic rates examined after a 6-h colchicine metaphase blockade were very low at any time point studied, and cell division did not play a major role in this process. These results indicate that endotoxin induces hypertrophic and metaplastic changes of goblet cells in rat nasal epithelium rather than a hyperplastic change, and this metaplasia is produced by direct conversion of nongranulated secretory cells into the goblet cells. Histochemical examination of this epithelium revealed that most of the mucus produced by these goblet cells was sulfomucin. Intraperitoneal injection of antirat neutrophil antiserum or cyclophosphamide depleted circulating blood neutrophils. Endotoxin-induced changes of goblet cells were significantly inhibited in these neutrophil-depleted rats, and intranasal instillation of elastase also induced hypertrophic and metaplastic changes of goblet cells.

E-cadherin promotes EGFR-mediated cell differentiation and MUC5AC mucin expression in cultured human airway epithelial cells

“…First, goblet cells show no evidence of DNA synthesis (5,18,66) and contain unphosphorylated retinoblastoma protein and decreased levels of cyclin D 1 and cyclin-dependent kinase 2 (10), consistent with cell cycle arrest in the G1 phase. Second, in the endotoxin-treated rat nose, goblet cell production proceeds in the presence of metaphase blockade, indicating that goblet cell metaplasia can occur in the absence of cell proliferation (53). Third, in pathogen-free rats, the total number of airway epithelial cells remains constant during TGF-␣-induced goblet cell production, whereas the number of Clara cells decreases, suggesting that goblet cells form via differentiation of Clara cells (61).…”

Irrigação intranasal: avaliação dos efeitos do uso de soluções hidroeletrolíticas na mucosa de ratos

“…A solução 2 também se apresenta hiperosmolar em relação aos componentes do muco (492mOsm/l), porém mais da metade deste valor é devido à glicose que, em maior concentração, parece ter causado uma irritação local mais acentuada, evidenciada pela maior quantidade de células inflamatórias presentes na mucosa nasal deste grupo, resultado estatisticamente diferente dos demais grupos, inclusive do grupo controle, independente do tempo de exposição. Alguns ratos de laboratório podem apresentar infiltrado inflamatório na mucosa nasal mesmo estando livres de doenças e sem serem submetidos a um experimento 17 , porém conforme a exposição a fatores irritantes, estas células tendem a aumentar em número 18,20 .…”

“…sição. Reação semelhante das células mucosas tem sido relatada em ratos submetidos a tratamentos tópicos nasais com diferentes substâncias 17,18,20 . Na tentativa de encontrar uma explicação fisiológica para este resultado, procurou-se analisar a composição de íons presentes no muco, relacionando as diferentes soluções estudadas.…”

“…Trabalhos recentes mostraram diminuição do batimento ciliar de fragmentos de mucosa criopreservada de seio esfenoidal de humanos 26 e de traquéia de embrião de galinha 27 , ao serem expostos a esta solução. Estes resultados talvez possam explicar os resultados clínicos pouco favoráveis, em relação ao clearance mucociliar, obtidos por diversos autores ao utilizarem a solução salina a 0,9% para irrigação intranasal em pacientes sem história de doença nasossinusal significante 11,14 , pacientes com rinossinusite aguda bacteriana 16 e em período pós-operatório de septoplastia 12. No entanto, alguns autores não observaram alterações epiteliais semelhantes às encontradas neste estudo, ao avaliarem grupos-controle tratados com solução salina a 0,9% 18,20 , o que poderia ser explicado pelo pequeno número de indivíduos da amostra 20 .…”

“…A avaliação dos cortes histológicos obtidos foi feita através de microscopia óptica, com microscópio Olympus BX40 (nº 8f07805), sempre pelo mesmo observador, que era cego em relação aos grupos em análise. (Figura 1) Os dois aspectos histológicos estudados foram baseados em alterações epiteliais encontradas em estudos envolvendo mucosa nasal de ratos, ao serem expostos a diferentes estímulos locais [17][18][19][20] . A avaliação dos achados foi realizada a partir de aspectos qualitativos, sendo eles: infiltrado inflamatório e proliferação de glândulas intraepiteliais.…”