A quantitative assessment of haemosiderosis in wild and captive birds using image analysis

Summary

An experimental model of haemosiderosis, using the chicken, was developed to examine the distribution of iron in the liver following an injection of iron dextran and to allow calibration of image analysis readings. Image analysis was used as a tool to quantify the stainable iron present in hepatic tissue obtained from wild and captive birds presented for necropsy. A retrospective study of 180 necropsy cases, representing 40 different species of bird, is described. Statistical evaluation of the amount and distribution of stainable iron in the liver tissue of birds from different taxonomic orders indicated that the concentration of iron measured in liver tissue was significantly different in different species of bird. The results of the study showed that hepatic haemosiderosis is a common histological finding in most avian species examined. Although not necessarily associated with overt liver disease, it is often associated with concurrent malignant and infectious diseases. The presence of excess stainable iron in the liver is probably a reflection of an altered iron metabolism associated with increased turnover of tissue iron. This alteration may occur following starvation or trauma.

Resume

Un modèle expérimental d'hémosidérose, utilisant le poulet, a été mis au point pour étudier, d'une part, la distribution du fer dans le foie à la suite d'une injection de fer Dextran et pour permettre, d'autre part, le calibrage des lectures d'analyse d'image. L'analyse d'image a été utilisée comme outil de quantification du fer coloré, présent dans les tissus hépatiques d'oiseaux sauvages et captifs présentés pour autopsie. Une étude rétrospective de 180 cas représentant 40 espèces différentes est décrite. L'évaluation statistique de la quantité et de la distribution du fer coloré dans le tissu hépatique d'oiseaux de différents ordres taxonomiques indiquait que la concentration de fer dans le tissu hépatique était significativement différente chez les diverses espèces d'oiseaux. Les résultats de l'étude ont montré que l'hémosidérose hepatique est trouvée histologiquement chez la plupart des espèces d'oiseaux examinés. Bien que non nécessairement associée à une maladie du foie, l'hémosidérose est souvent associée à des maladies infectieuses ou malignes concomitantes. La présence d'excès de fer coloré dans le foie est probablement un reflet de l'altération du métabolisme du fer associé à une augmentation du remplacement du fer tissulaire. Cette altération peut intervenir après le jeûne ou un traumatisme ou des modifications du métabolisme associées avec des changements physiologiques saisonniers.

Zusammenfassung

Ein Hämosiderose‐Versuchsmodell mit Hühnern wurde entwickelt, um die Eisenverteilung in der Leber nach einer Injektion von Eisen‐Dextran zu untersuchen und eine Eichung der Bildanalyse‐Ablesung zu ermöglichen. Die Bildanalyse wurde eingesetzt, um das in Lebergewebe vorhandene färbbare Eisen zu quantifizieren. Die untersuchten Lebern stammten von wildlebenden und in Gefangenschaft gehaltenen Vögeln, die zur Sektion eingeliefert wurden. Eine retrospektive Untersuchung von 180 Sektionsfällen, die 40 verschiedene Vogelarten umfaßten, wird beschrieben. Die statistische Auswertung der Menge und Verteilung von färbbarem Eisen im Lebergewebe von Vögeln verschiedener taxonomischer Ordnungen zeigte, daß die in Lebergewebe gemessene Eisenkonzentration bei verschiedenen Vogelarten signifikant unterschiedlich war. Die Resultate der Studie zeigten, daß Leber‐Hämosiderose bei den meisten der untersuchten Vogelarten ein häufiger histologischer Befund ist. Obwohl nicht notwendigerweise mit einer erkennbaren Lebererkrankung verbunden, ist sie oft mit gleichzeitigen malignen Erkrankungen und Infektionskrankheiten verbunden. Das Vorhandensein von zuviel färbbarem Eisen in der Leber ist wahrscheinlich eine Nachwirkung eines veränderten Eisenstoffwechsels, der mit erhöhtem Eisenumsatz im Gewebe verbunden ist. Diese Veränderung kann sowohl nach Hungern oder einem Trauma als auch nach Änderungen im Stoffwechsel in Verbindung mit jahreszeitlichen Schwankungen in der Physiologie auftreten.

Resumen

Se empleó a la gallina como modelo experimental para cuantificar el hierro depositado en el hígado tras la inyección de hierro dextrano y para calibrar los resultados obtenidos mediante análisis de imágenes. Se empleó posteriormente el análisis de imágenes para cuantificar el hierro detectado mediante tinciones especiales en el hígado de aves salvajes y cautivas. Se realizó un estudio retrospectivo de 180 casos de necropsias representando 40 especies diferentes de aves. La evaluación estadística de la cantidad y distribución de hierro en hígados de aves de diferentes órdenes taxonómicos indicó que la concentración de hierro hepático medido fue significativamente diferente en las distintas especies de aves examinadas. Los resultados de este estudio demuestran que la hemosiderosis hepática es un hallazgo histológico común en la mayoría de las especies aviares examinadas. Aunque no está claramente asociada con enfermedad hépatica específica, está relacionada a menudo con neoplasias malignas o enfermedades infecciosas concurrentes. La presencia de un exceso de hierro hepático es probablemente un reflejo de un metabolismo hépatico alterado asociado con reciclaje incrementado del hierro tisular. Esta alteración puede ocurrir tras inanición o trauma así como tras modificaciones en el metabolismo asociado con cambios fisiológicos estacionales.