Μελέτη του ρόλου του βακτηρίου arcanobacterium pyogenes στην ορχίτιδα και την αναπαραγωγική ικανότητα των κριών

Abstract

The objectives of the present thesis were: (i) the elucidation of the pathogenicity of the bacterium A. pyogenes for the genitalia of rams, (ii) the study of the features of the disorder with special reference to its reproductive consequences and (iii) the evaluation of ultrasonography as a diagnostic technique for the diseases of the genitalia of rams. The thesis is divided into three Chapters followed by the General Discussion. In the first Chapter, the relevant literature is reviewed. The Chapter is subdivided into three Parts; in Part A the literature on the anatomy and histology of the genital system of rams is briefly reviewed, in Part B the literature on orchitis and epididymitis of rams is presented, and in Part C the literature on A. pyogenes is reviewed. In the second Chapter, after a brief introduction (Part A), the results of A. pyogenes isolation from field cases of genital disorders of rams (Part B) or from the preputial cavity and the scrotal skin of healthy rams are presented (Part C). In Part B, the clinical, ultrasonographic and pathological features of three clinical cases of testicular abnormalities associated with A. pyogenes, are presented; two were cases of longstanding orchitis and one was a case of scrotal cellulites and testicular degeneration due to urethral rupture. The first clinical case was in a 13-year-old ram with reduced reproductive performance and an enlarged right testis and epididymis; the salient ultrasonographic findings were hypoechoic testicular parenchyma, hyperechoic epididymal head and tail and an intensely hyperechoic formation in the right epididymal tail; pathological findings were decreased testicular size and increased epididymal size, adhesions between the epididymal head and the parietal vaginal tunic, markedly enlarged right epididymal tail with abscess formation, from where A. pyogenes was isolated; histological examination revealed marked fibrosis with loss of architecture in the testicular parenchyma, collapsed seminiferous tubules with cell sloughing and multinucleated giant cell formation, areas with cell necrosis and fibrosis with loss of architecture in the epididymis. The second clinical case was in a 4-month-old ram with enlargement in the penile and scrotal area and inability to urinate, and with two cysts on the scrotal skin, due to urethral rapture; ultrasonographically, we found hypoechoic testicular parenchyma and hyperechoic layers alternating with hypoechoic ones surrounding both testes; pathological findings included presence of sero-sanguineous fluid within the scrotum and between the various scrotal tunics and urethral rupture; A. pyogenes was isolated from this 10 fluid; histologically, there was mild degeneration of the seminiferous epithelium with vacuolation in the parenchyma of both testes and oedema, as well as and neutrophilic aggregation within the scrotal skin. The third clinical case was in a 4-year-old ram with smaller and harder than normal left testis and epididymis; ultrasonographically, it was not possible to image the left testicular parenchyma, except for a highly hyperechoic area surrounding it and creating acoustic shadow, whilst the left epididymis was hyperechoic; pathological findings included markedly reduced testicular size with hard parenchyma surrounded by a very hard capsule, enlarged and pale epididymis, with adhesions between the visceral and the parietal vaginal tunic; A. pyogenes was isolated from the left testicular parenchyma; histological findings included a thick layer of fibrous tissue around the left testicular parenchyma, severe degeneration of the seminiferous epithelium with cell sloughing, formation of multinucleated giant cells and mineralisation of seminiferous tubules, presence of necrotic tissue, marked fibrosis in the left epididymis, with the epithelium of the epididymal duct being shorter, wrinkled and vacuolated and absence of spermatozoa. In Part C, the results of a field study into the bacterial flora of the preputial cavity and the scrotal skin of the rams are described. Samples were obtained from the scrotal skin and the preputial cavity of 48 rams and examined bacteriologically. Bacteria were isolated from all skin samples and from 90% of preputial cavity samples. The following organisms were isolated: Staphylococcus spp., Bacillus spp., Clostridium spp., Acinetobacter spp., Escherichia coli, A. pyogenes, Erwinia spp., Micrococcus spp., Peptoniphilus indolicus, Corynebacterium spp., Mannheimia haemolytica, Fusobacterium necrophorum subsp. necrophorum, Streptococcus spp., Kokuria rosea, Pasteurella multocida, Actinobacillus lignieresii, Burkholderia cepacea and Proteus spp.. A. pyogenes was isolated from 33.3% of scrotal skin samples and from 8.3% of preputial cavity samples. In the third Chapter, after a brief introduction (Part A), the features of experimentally induced orchitis after intratesticular inoculation of A. pyogenes are presented (Part B).

Η παρούσα διατριβή αποσκοπεί: (α) στη διαλεύκανση της παθογόνου δράσης του βακτηρίου Arcanobacterium pyogenes στα γεννητικά όργανα των κριών, (β) στη μελέτη των χαρακτηριστικών της παθολογικής κατάστασης που προκαλείται από το βακτήριο, με έμφαση στις επιπτώσεις στην αναπαραγωγική ικανότητα, και (γ) στην αξιολόγηση της υπερηχογραφίας ως διαγνωστικής μεθόδου για τη διάγνωση της πάθησης. Η διατριβή χωρίζεται σε τρία Κεφάλαια, τα οποία ακολουθούνται από τη Γενική Συζήτηση. Στο Κεφάλαιο I ανασκοπείται η σχετική βιβλιογραφία. Το Κεφάλαιο υποδιαιρείται σε τρία τμήματα. Στο τμήμα Α ανασκοπείται η βιβλιογραφία που αφορά στη μακροσκοπική ανατομική και την ιστολογία του γεννητικού συστήματος των κριών, στο τμήμα Β περιγράφονται η ορχίτιδα και η επιδιδυμίτιδα των κριών και στο τμήμα Γ ανασκοπείται η σχετική με το A. pyogenes βιβλιογραφία. Στο Κεφάλαιο II, μετά από σύντομη εισαγωγή (τμήμα Α), παρουσιάζονται ευρήματα που σχετίζονται με την απομόνωση του A. pyogenes από τα γεννητικά όργανα κριών με παθολογικές καταστάσεις (τμήμα Β) ή από το δέρμα του οσχέου και την κοιλότητα της ακροποσθίας κλινικά υγιών κριών (τμήμα Γ). Στο τμήμα Β, παρουσιάζονται τα κλινικά, υπερηχογραφικά, μακροσκοπικά νεκροτομικά και ιστοπαθολογικά ευρήματα σε τρεις κριούς με παθολογικές καταστάσεις των γεννητικών οργάνων, από όπου απομονώθηκε A. pyogenes. Δύο από τα περιστατικά αφορούσαν σε χρόνια ορχίτιδα και το τρίτο σε φλεγμονή του οσχέου και εκφύλιση των ορχικού παρεγχύματος λόγω ρήξης της ουρήθρας. Στο τμήμα Γ, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα μελέτης της βακτηριακής χλωρίδας του δέρματος του οσχέου και της κοιλότητας της ακροποσθίας των κριών. Κατά τη διάρκεια της μελέτης λήφθηκαν δείγματα από την επιφάνεια του οσχέου και από την κοιλότητα της ακροποσθίας από 48 κριούς και πραγματοποιήθηκε βακτηριολογική εξέταση. Βακτήρια απομονώθηκαν από όλα τα δείγματα από το δέρμα και από το 90% των δειγμάτων από την ακροποσθία. Οι μικροοργανισμοί που απομονώθηκαν ήταν οι παρακάτω: Staphylococcus spp., Bacillus spp., Clostridium spp., Acinetobacter spp., Escherichia coli, A. pyogenes, Erwinia spp., Micrococcus spp., Peptoniphilus indolicus, Corynebacterium spp., Mannheimia haemolytica, Fusobacterium necrophorum subsp. necrophorum, Streptococcus spp., Kokuria rosea, 4 Pasteurella multocida, Actinobacillus lignieresii, Burkholderia cepacea και Proteus spp. Το A. pyogenes απομονώθηκε από το δέρμα του οσχέου 16 κριών (33,3%) και από την κοιλότητα της ακροποσθίας 4 κριών (8,3%). Στο Κεφάλαιο III, ύστερα από σύντομη εισαγωγή (τμήμα Α), παρουσιάζονται τα ευρήματα της πειραματικώς προκληθείσας ορχίτιδας μετά από ενδορχικό ενοφθαλμισμό A. pyogenes (τμήμα Β). Ο ένας από τους δύο όρχεις καθενός από εννιά κριούς ενοφθαλμίστηκε με 1,3X104 βακτηριακά κύτταρα ενός στελέχους A. pyogenes, το οποίο είχε απομονωθεί από κλινικό περιστατικό ορχίτιδας σε κριό (Κεφάλαιο II, τμήμα Β). Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν τακτικές κλινικές, υπερηχογραφικές και βακτηριολογικές εξετάσεις, καθώς και εκτιμήσεις σπέρματος μέχρι την ημέρα της θανάτωσής τους. Οι θανατώσεις των κριών πραγματοποιήθηκαν σταδιακά τις παρακάτω ημέρες μετά τον ενοφθαλμισμό τους: 3, 6, 9, 18, 30, 50, 71, 113 ή 204. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε λεπτομερής παθολογοανατομική εξέταση των γεννητικών οργάνων τους. Όλοι οι κριοί εκδήλωσαν κλινική ορχίτιδα και γενικευμένα κλινικά συμπτώματα. Κατά την υπερηχογραφική εξέταση, αρχικά απεικονίστηκε αύξηση του μεγέθους και μεταβολή της ηχογένειας των ενοφθαλμισμένων όρχεων και των σύστοιχων επιδιδυμίδων, ενώ στο σημείο εναπόθεσης του ενοφθαλμίσματος διαγραφόταν σφαιρική περιοχή με μειωμένη ηχογένεια. Στη χρόνια φάση, το μεσαύλιο του όρχη εμφανιζόταν ευρύτερο του κανονικού, στο παρέγχυμα των όρχεων υπήρχαν υπερηχογενείς εστίες, ενώ αύξηση της ηχογένειας εμφάνιζε και το όσχεο και οι λοιποί χιτώνες του όρχη. Κατά την εκτίμηση του σπέρματος παρατηρήθηκε αύξηση του pH, του ποσοστού νεκρών σπερματοζωαρίων, του ποσοστού μορφολογικών ανωμαλιών στα σπερματοζωάρια και του αριθμού κυτταρικών στοιχείων πλην των σπερματοζωαρίων, ενώ αντίθετα παρατηρήθηκε μείωση της ζωηρής προς τα εμπρός και της μαζικής κίνησης, καθώς και του αριθμού των σπερματοζωαρίων. Οι μορφολογικές ανωμαλίες που παρατηρήθηκαν στα σπερματοζωάρια αφορούσαν σε απιοειδείς ή κωνοειδείς κεφαλές, κάμψη της ουράς, αποχωρισμό της ουράς και κυτταροπλασματικά σταγονίδια στο πρόσθιο τμήμα της μέσης μοίρας. Τα κυτταρικά στοιχεία πλην σπερματοζωαρίων αποτελούνταν αρχικά από ουδετερόφιλα λευκοκύτταρα, σε χρονιότερη