Lucigenin‐amplified chemiluminescence in blood and synovial fluid phagocytes of pigs with Erysipelas arthritis
Authors: Ernst H. , Müller‐Peddinghaus R. , Trautwein G. 
Published: August 2010

SummaryErysipelas arthritis was produced in pigs by intra‐articular inoculation of viableEysipefothrix rhusiopathiue.To assess the possible role of a deficiency of phagocytic effector mechanisms in allowing bacterial persistence in infected joints, the oxygen‐dependent metabolic activity of phagocytes from the blood and synovial fluid was assayed by means of zymosan‐stimulated and lucigenin‐amplified chemiluminescence (CL).The lucigenin‐CL of porcine phagocytes is clearly temperature‐dependent. Marked individual differences were noted. An increased activity of the oxidative cell metabolism was found in polymorphonuclear leukocytes (PMNL) of chronic arthritic pigs. Between 8 and 13 months after infection, the specific PMNL CL activity was significantly greater in arthritic pigs than in control animals (p<0.01). Results also indicate a higher peak CL activity of PMNL compared to monocytes. There were no significant differences in the zymosan‐stimulated CL‐activity between blood and synovial fluid PMNL in either acute or chronic arthritic pigs.Thus, there is no evidence that persistence ofE. rhusiopathiaein joints is associated with an overt failure of oxygen‐dependent metabolic activity of phagocytes.ZusammenfassungLucigenin‐verstärkte Chemilumineszenz der Blut‐ und Synoviaphagozyten von Schweinen mit Rotlauf‐ArthritisDurch intraartikuläre Injektion lebender Rotlaufbakterien(Erysipelothrix rhusiopathiae)wurde bei Schweinen eine experimentelle Rotlauf‐Polyarthritis erzeugt. Zur Klárung der Frage einer möglichen Defizienz phagozytärer Effektormechanismen als Ursache der Erregerpersistenz in den infizierten Gelenken, wurde der oxydative Metabolismus von Blut‐ und Synoviaphagozyten mit Hilfe der Zymosan‐stimulierten und Lucigenin‐ver‐stärkten Chemilumineszenz (CL)‐Methode untersucht.Die Lucigenin‐abhängige CL‐Aktivität von Schweinephagozyten ist temperaturab‐hängig und durch eine ausgeprägte individuelle Variabilität charakterisiert.Bei den Granulozyten (PMNL) der chronisch‐arthritischen Schweine wurde eine Steigerung des oxydativen Zellmetabolismus nachgewiesen. Die spezifische granulozytäre CL‐Aktivität lag im Beobachtungszeitraum vom 8. bis zum 13. Monat nach der Infektion signifikant über den Kontrolltierwerten (p < 0,01). PMNL zeigten zudem eine höhere CL‐Aktivität als Monozyten. Zwischen Blut‐ und Synovia‐PMNL aus akut‐ und chronisch‐arthritischen Gelenken ergaben sich keine signifikanten Unterschiede in der Zymosan‐stimulierten CL‐Aktivität.Die Ergebnisse lassen keinen Zusammenhang zwischen der intraartikulären Erregerpersistenz und einer Störung des phagozytaren 02‐Metabolismus erkennen.RésuméChemiluminescence amplifiée par la lucigénine dans des phagocytes du sang et du liquide synovial de porcs atteints d'arthrite du rougetUne polyarthrite du rouget expirimentale a été induite chez des porcs par une injection intraarticulaire de bactéries du rouget (Erysipelothrix rhusiopathiae). Dans le but d'expliquer la possibilité d'une déficience des mécanismes effeteurs phagocytaires comme cause de la résistance des germes dans les articulations infecties, on a examine le métabolisme oxydatif des phagocytes du sang et de la synovie à l'aide de la mithode de chemiluminescence (CL) stirnulee au zymosan et renforcee par la luciginine.L'activité CL dépendant de la lucigénine des phagocytes du porc est fonction de la température et est caractérisée par une variabilité individuelle considérable. Une augmentation du métabolisme cellulaire oxydatif a été mise en évidence chez les granulocytes (PMNL) des porcs atteints d'arthrite chronique. L'activité CL granulocytaire spécifique fut significativement plus élevée que les valeurs des animaux de contrôle (p < 0,Ol) durant la période d'observation du 8ejusqu'au 13emois après l'infection, PMNL ont montré une activité CL plus élevée que les monocytes. Il n'y a pas eu de différences significatives dans l'activité CL stimulée au zymosan entre les PMNL du sang et de la synovie à partir des articulations arthritiques aiguës et chroniques. Les résultats n'ont pas permis de reconnaître un rapport entre la persistance intraarticulaire des germes et un trouble du métabolisme oxydatif phagocytaire.ResumenLa quimioluminiscencia amplificada por la lucigenina en fagocitos de la sangre y líquido sinovial de cerdos con artritis de mal rojoMediante la inyección intraarticular de bacterias vivas de mal rojo(Erysipelothvix vhusiopathiae)se produjo en cerdos una poliartritis de mal rojo. Para aclarar la cuestion de una deficiencia posible de mecanismos fagocitarios efectores como causa de la persistencia de los agentes etiológicos en las articulaciones infectadas, se analizó el metabolismo oxidativo de los fagocitos de la sangre y de la sinovia con ayuda de una técnica de quimioluminiscencia (QL) estimulada por zimosan y reforzada por lucigenina.La actividad QL, dependiente de la lucigenina, de los fagocitos porcinos depende claramente de la temperatura, caracterizándose por una variabilidad individual acentuada.En los granulocitos o leucocitos polimorfonucleares (LPMN) de los cerdos artríticos crónicos se puso en evidencia un aumento del metabolismo celular oxidativo. La actividad QL granulocitaria especifica se hallaba significantemente por encima de los valores hallados en los animales testigos (p<0,01) en el espacio de tiempo de observación comprendido entre los meses 8° y 13° después de la infección. Los LPMN mostraban además una actividad QL mayor que la de los monocitos. Entre los LPMN de la sangre y los de la sinovia de articulaciones artriticas agudas y cronicas no se constataron diferencias significa‐tivas en la actividad QL estimuladas por zimosan.Los resultados obtenidos no permiten reconocer ningúh vínculo entre la persistencia intraarticular del agente etiológicO y el defecto en la actividad metabólica de los fagocitos dependientes de 02.