Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

 

Mandy Angelbeck-Schulze

 

Das Lipidmuster der caninen Epidermis - Untersuchungen zum Einfluss verschiedener Probenahmetechniken, Körperregionen und ausgewählter Hauterkrankungen

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-102694

title (engl.)

The lipid profile of canine epidermis - Comparative investigations of different sampling methods, body sites and selected skin diseases

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2013

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/angelbeck-schulzem_ss13.pdf

abstract (deutsch)

Die epidermalen Lipide sind von großem Interesse in der dermatologischen Forschung im Veterinärbereich, ganz besonders mit Blick auf die canine atopische Dermatitis. Die Existenz vieler verschiedener Probenahmetechniken erschwert die Interpretation von Studienergebnissen in diesem Bereich. Daher war das Ziel des ersten Teils dieser Arbeit, drei verschiedene Probenahmetechniken miteinander zu vergleichen und eine minimal invasive Methode für die Gewinnung epidermaler Lipide des Hundes zu etablieren. Im zweiten Studienteil wurden unter Verwendung dieser minimal invasiven Probenahmetechnik regionale Unterschiede des Lipidmusters von Hunden ohne Hauterkrankungen sowie Abweichungen der epidermalen Lipidzusammensetzung von Hunden mit ausgewählten Hauterkrankungen untersucht, um die Eignung dieser Methode für derartige Untersuchungen zu prüfen.

Im ersten Teil wurden die Inguinalregion und die Kruppe von fünf Hunden ohne Hautveränderungen postmortal beprobt. Die Proben jeder Körperregion beinhalteten Hitze-separierte Epidermis von drei Stanzbiopsien der Haut, drei Hautgeschabsel und drei „skin scrubs“. Die Lipide wurden durch Hochleistungsdünnschichtchromatographie analysiert. Die entstandenen Banden wurden über korrespondierende Standards, Retardationsfaktoren und massenspektrometrische Analysen identifiziert. Untersucht wurden die Einflüsse der Probenahmetechnik, der Körperregion und der zur Quantifizierung eingesetzten Ceramidstandards auf die Ergebnisse. Die Kruppe enthielt signifikant höhere prozentuale Anteile an Cholesterolsulfat, Cholesterylestern und Triglyzeriden gegenüber der Inguinalregion. Zwischen den verschiedenen Probenahmetechniken wurden die deutlichsten Unterschiede zwischen Hitze-separierter Epidermis und „skin scrub“ gefunden, mit signifikant höheren prozentualen Anteilen an Phospholipiden, freien Fettsäuren und Triglyzeriden sowie an den Ceramidklassen [EOH] und [NP] und signifikant niedrigeren prozentualen Anteilen an Gesamtceramiden, Cholesterol und Cholesterylestern sowie an den Ceramidklassen [AS+NH] und [NS] in ersterer gegenüber „skin scrubs“. Hautgeschabsel und „skin scrub“ besaßen eine hohe Reproduzierbarkeit mit größerer inter-individueller als intra-individueller Varianz, wohingegen die Ergebnisse der Hitze-separierten Epidermis meist wenig reproduzierbar waren. Außerdem konnte in diesem Teil der Studie ein bedeutender Einfluss der zur Quantifizierung verwendeten Ceramidstandards auf das gemessene Ceramidprofil festgestellt werden, in einigen Fällen in Form von medianen Abweichungen der Messwerte von bis zu 45% von den Originalmesswerten.

Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden acht verschiedene Körperregionen, von denen fünf eine hohe (Innenfläche der Pinna, Lefze, palmarer Metakarpus, axillar, inguinal) und drei eine niedrige Prädisposition zur Entwicklung atopischer Hautveränderungen haben (lateraler Thorax, laterales Abdomen, Kruppe), von acht toten Kontrollhunden sowie jeweils eine betroffene und eine klinisch unauffällige Körperstelle von 12 atopischen Hunden und vier Hunden mit anderen Hauterkrankungen mit der „skin scrub“-Technik beprobt. Die Lipidfraktionen wurden ebenso wie im ersten Teil der Studie mit Hochleistungsdünnschichtchromatographie aufgetrennt und densitometrisch analysiert. Es konnten keine Unterschiede im Gesamtlipidgehalt der Epidermis zwischen den acht Körperregionen der Kontrollhunde festgestellt werden. Allerdings enthielten die Pinna, die Lefze und die Kruppe signifikant niedrigere Konzentrationen an Ceramiden, wohingegen der palmare Metakarpus und die Achselregion signifikant höhere Mengen an Ceramiden und Cholesterol als die meisten anderen beprobten Regionen enthielten. Die Mengen an Gesamtlipiden und -ceramiden inklusive aller Ceramidklassen waren signifikant niedriger sowohl in betroffener Haut als auch in klinisch unauffälliger Haut der atopischen Hunde verglichen mit normaler Haut, wobei die Reduktion in betroffener Haut ausgeprägter war. Die Probenahme mit der „skin scrub“-Technik konnte an den lebenden Hunden ohne Sedation durchgeführt werden und verursachte kaum Irritationen an den beprobten Hautstellen.

Zusammenfassend konnten bestimmte regionale Unterschiede im epidermalen Lipidmuster bei Hunden ohne Hautveränderungen festgestellt werden, aber es ließen sich keine Besonderheiten in der Lipidzusammensetzung mancher Körperregionen mit höherer Prädisposition für atopische Hautveränderungen gegenüber solchen ohne diese Prädisposition nachweisen. Die „skin scrub“-Technik erwies sich als eine minimal invasive und praktikable Methode zur Gewinnung epidermaler Lipide von Hunden, die vergleichbare Ergebnisse zum Hautgeschabsel lieferte und reproduzierbare Ergebnisse bezüglich von Veränderungen im epidermalen Lipidmuster atopischer Hunde erbrachte. Diese Methode scheint bestens zur Untersuchung des epidermalen Lipidmusters auch anderer Hauterkrankungen des Hundes geeignet zu sein, um auf dieser Grundlage gegebenenfalls neue diagnostische und therapeutische Ansätze zu liefern.

 

abstract (englisch)

Epidermal lipids are of major interest in veterinary dermatological research, especially in canine atopic dermatitis. Due to several existing sampling methods, interpretation of study results is often complicated. Thus, the first part of this study aimed to compare three different sampling methods and to establish a minimally invasive method for collecting canine epidermal lipids. The second part of this study investigated regional variations in canine epidermal lipid composition and deviations of skin lipid contents in dogs with certain skin diseases by using this minimally invasive sampling method in order to test the suitability of this technique for such examinations.

Skin samples from five dogs with no obvious skin abnormalities were taken from the caudal back and the inguinal region post mortem. The samples of each site consisted of heat-separated epidermis of three punch biopsies, three scrapes and three skin scrubs. The lipids were analysed by high performance thin layer chromatography, the resulting bands were identified by using corresponding standards, retardation factors and mass spectrometry. The influences of the sampling method, the body site and the ceramide standards used for quantification were investigated. The skin at the caudal back contained significantly higher percentages of cholesterol sulphate, cholesteryl esters and triglycerides compared to the inguinal region. Between the three different sampling methods, the most pronounced discrepancies were found between heat-separated epidermis and skin scrub with significantly higher percentages of phospholipids, free fatty acids and trigycerides as well as of the ceramide classes [EOH] and [NP] and significantly lower percentages of total ceramides, cholesterol and cholesteryl esters as well as of the ceramide classes [AS+NH] and [NS] in the former samples compared to skin scrubs. The reproducibility was high for scraping and skin scrub, but was low for heat-separated epidermis. Furthermore, this part of the study revealed a marked influence of ceramide standards on the results regarding the ceramide profile. In some cases, the median deviations of the measurements were even greater than 40 percent compared to the original measurements.

For the second part of this study, eight different body sites, five of which with high (concave pinna, flew, palmar metacarpus, axillary, inguinal) and three of which with low predisposition to atopic lesions (lateral thorax, lateral abdomen, caudal back), of eight dead control dogs as well as lesional and non-lesional skin of 12 atopic dogs and of four dogs with other skin diseases were sampled by the skin scrub technique. Lipid fractions were separated by high performance thin layer chromatography and analysed densitometrically as described in the first part of this study. Contrary to the lipid composition, no significant differences in total lipid content were found between the body sites tested in the control dogs. Compared to most other body sites tested, the pinna, the flew and the caudal back contained significantly lower concentrations of ceramides, whereas the palmar metacarpus and the axillary region contained significantly higher amounts of ceramides and cholesterol. The amounts of total lipids and ceramides including all ceramide classes were significantly lower in both lesional and non-lesional skin of atopic dogs compared to normal skin, the reduction being more pronounced in lesional skin. The skin lipid sampling by skin scrub was possible without sedation in living dogs and hardly caused irritations at the areas sampled.

In conclusion, certain regional variations were shown in the epidermal lipid and ceramide composition of dogs without skin abnormalities, but no particular variations of the lipid composition of body sites with higher predispositions to develop atopic lesions compared to sites without this predisposition were detected. We were able to evaluate the skin scrub technique as a minimally invasive and practicable epidermal lipid sampling method, which produced comparable results to scrapings and provided reproducible results regarding alterations of skin lipid composition in canine atopic dermatitis. This method might be suitable for investigations of the epidermal lipid composition in further canine skin diseases to possibly reveal new diagnostic and therapeutic prospects.

 

keywords

Hund, Epidermis, Lipide, dog, epidermis, lipids

kb

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