Vet. Res. 33 (2002) 191-204
DOI: 10.1051/vetres:2002007

Activation of phagocytes during initiation and resolution of mammary gland injury induced by lipopolysaccharide in heifers

Zbysek Sládek^a, Dusan Rysánek^b and Martin Faldyna<sup>b

a</sup>  Department of Morphology, Physiology and Veterinary Sciences, Mendel University of Agriculture and Forestry, Zemedelská 1, 613 00 Brno, Czech Republic
^b  Veterinary Research Institute, Hudcova 70, 621 32 Brno, Czech Republic

(Received 15 May 2001; accepted 19 October 2001)

Abstract
The object of the study was the comparative assessment of phagocyte activation during initiation and resolution of mammary gland injury induced by lipopolysaccharide (LPS) or buffered salt solution (PBS) on the basis of the CD14 receptor positivity. The experiments were carried out in 15 clinically normal Holstein Bohemian Red Pied crossbred heifers, aged 14 to 18 months. Non- inflammatory and inflammatory mammary gland injury were induced by intramammary administration of PBS (10 mL) and LPS (10 mL, 1 g/mL), respectively. Samples of the cell populations were obtained by mammary lavages at 24 h intervals. Flow cytometry was used to determine the CD14+ neutrophils, monocytes, and macrophages. The percentage of CD14+ neutrophils was only 1.2% and 1.3% 24 h after the treatment with PBS and LPS, respectively. The resolution was accompanied by an increase in proportion of CD14+ neutrophils. The proportion of CD14+ neutrophils returned to initial values in the PBS-treated, but not in the LPS-treated mammary glands till 96 h. Percentage of CD14+ monocytes increased after 24 h and the effect was more pronounced in the LPS-treated than in the PBS treated mammary glands ( P < 0.05). The percentage of CD14+ macrophages decreased highly significantly at 24 h in the LPS-treated, but not in the PBS-treated mammary glands ( P < 0.01). The resolution of mammary gland injury (48 to 96 h) was characterised by an increase in CD14+ macrophages proportion, which was greater in the LPS-treated than PBS-treated mammary glands ( P < 0.01). The activation of macrophages during resolution of mammary gland injury can be interpreted as an important mechanism of restitution.

Résumé
Activation des phagocytes au cours de l'initiation et de la résolution de lésion de la glande mammaire induite par des lipopolysaccharides chez des génisses. L'objet de la présente étude est l'analyse de l'activation des phagocytes au cours de l'initiation et de la résolution de lésion de la glande mammaire induite par des lipopolysaccharides (LPS), ou par la solution physiologique (PBS), et cela sur la base de la positivité du CD14 récepteur. L'essai fut réalisé sur 15 génisses, cliniquement en bonne santé, issues du croisement des races Holstein Pie rouge tchèque, âgées de 14 à 18 mois. Des lésions non-inflammatoires et inflammatoires de la glande mammaire ont été induites par l'administration intra-mammaire de PBS (10 mL) et LPS (10 mL, 1 g/mL), respectivement. Les échantillons de populations cellulaires ont été obtenus par lavage des glandes mammaires, à des intervalles de 24 heures. On a utilisé la cytométrie de flux pour détecter les neutrophiles, les monocytes et les macrophages CD14+. Pendant l'induction de la lésion de glande mammaire (24 h), on a détecté seulement 1,2 % des neutrophiles CD14+ après traitement par le PBS et 1,3 % après traitement par le LPS. La résolution fut caractérisée par une augmentation de la proportion de neutrophiles CD14+. Jusqu'à 96 heures, après injection de PBS, à la différence de celle de LPS, la proportion de neutrophiles CD14+ a retrouvé les valeurs observées avant l'induction. Après 24 heures, la proportion relative des monocytes CD14+ fut plus élevée suite à l'injection de LPS que suite à celle de PBS ( P < 0.05). Suite à l'administration de LPS, à la différence de celle de PBS, une baisse très importante du nombre relatif des macrophages CD14+ ( P < 0.01) se manifesta pendant 24 heures. La résolution de lésion de la glande mammaire (pendant la période de 48 à 96 heures) fut caractérisée par une augmentation des macrophages CD14+ ( P < 0.01) qui fut plus importante suite à l'administration de LPS que suite à l'administration de PBS. L'activation des macrophages au cours de la résolution de lésion de la glande mammaire, peut être considérée comme un mécanisme de restitution important.

Key words: heifers / mammary gland injury / lipopolysaccharide / phagocyte / CD14

Mots clés : génisse / lésion de la glande mammaire / lipopolysaccharide / phagocyte / CD14

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