Dissertation

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

Stefanie Franz

Effekt selektiver und nicht selektiver nichtsteroidaler Antiphlogistika auf die Entzündungsreaktion von durch Ischämie und Reperfusion geschädigtem equinen Jejunum

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-103847

title (engl.)

Effects of selective and non-selective nonsteroidal anti-inflammatory drugs on inflammation reactions in the ischemic-injured equine jejunum

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2013

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/franzs_ws13.pdf

abstract (deutsch)

Nach Schädigung des equinen Jejunums durch Ischämie und Reperfusion konnte bei Behandlung der Pferde mit Flunixin-Meglumin eine Regenerationshemmung der Darmbarriere festgestellt werden. Deswegen schlagen mehrere Studien für die Koliktherapie des Pferdes einen Wechsel von Flunixin-Meglumin zu einem selektiven NSAID vor. Die Wirkung von NSAIDs auf die Tunica muscularis des equinen Jejunums wurde bisher nicht untersucht. Das Ziel unserer Studie war es daher den Effekt von selektiven und nicht selektiven NSAIDs auf die Entzündungsreaktion der Tunica muscularis des ischämisch geschädigten equinen Jejunum zu beurteilen.

Die Studie wurde an zwölf Warmblutpferden in Allgemeinanästhesie durchgeführt. Im ersten Versuchsabschnitt wurde am mittleren Jejunum eine 90-minütige, partielle Ischämie angelegt und anschließend eine 30-minütige Reperfusion eingeleitet. Die Probenentnahme umfasste die gesamte Jejunumwand und erfolgte zu drei Zeitpunkten: vor dem Anlegen der Ischämie, nach Ischämie sowie nach Ischämie und Reperfusion. Daran schloss sich der zweite Versuchsabschnitt an, bei dem dasselbe Schädigungsmodell an einem benachbarten Jejunumabschnitt durchgeführt wurde. Der Unterschied bestand darin, dass den randomisierten Pferden nach 60 Minuten Ischämie entweder Flunixin-Meglumin (1,1mg/kg KGW i.v.) oder Firocoxib (0,09mg/kg KGW i.v.) verabreicht wurde. Die Probenentnahme erfolgte in gleicher Weise wie im ersten Versuchsabschnitt. Zusätzlich wurde nach Ende der Reperfusion eine Probe von ungeschädigtem, benachbartem Jejunum entnommen. Als Kontrollgruppe diente bei allen Pferden der erste Versuchsabschnitt. Mittels Lunafärbung wurden die eosinophilen Granulozyten dargestellt. Mit Hilfe von Immunhistochemie wurden die neutrophilen Granulozyten (Calprotectin-Immunhistochemie) sowie die COX-1 und COX-2 auf Proteinebene nachgewiesen. Der Nachweis von COX-1 und COX-2 auf Proteinebene im Western Blot und auf mRNA-Ebene in der RT-PCR diente als Bestätigung der Ergebnisse.

In der Auswertung konnte nach Ischämie und Reperfusion in den geschädigten Jejunumproben eine Infiltration von neutrophilen Granulozyten in die Tunica muscularis und Tunica serosa festgestellt werden. Auffällig war, dass auch die nicht manipulierten Kontrollproben eine deutliche Infiltration mit neutrophilen Granulozyten aufwiesen. Diese Befunde liefern Hinweise auf ein panenterisches Entzündungsgeschehen, dessen Ausmaß und Stärke in zukünftigen Studien beurteilt werden sollte. Die eosinophilen Granulozyten wurden sowohl in der Tunica muscularis als auch der Tunica serosa nur vereinzelt beobachtet. Dies deutet auf eine untergeordnete Rolle der eosinophilen Granulozyten im Rahmen der durch Ischämie und Reperfusion ausgelösten Entzündungsreaktion hin. Die COX-1 wurde im Stratum circulare der Tunica muscularis des equinen Jejunums in verschieden starker Ausprägung konstitutiv exprimiert. Die COX-2 stellte sich als ein durch Ischämie und Reperfusion induzierbares Enzym dar. Die Expression in der Tunica muscularis war geringer als bei der COX-1 und wurde vor allem im Stratum longitudinale der Tunica muscularis beobachtet. Darüber hinaus zeigten sich Endothelzellen und Zellen, die Fibrozyten sowie Lymphozyten und Makrophagen ähnelten, COX-1 und COX-2 positiv. Zwischen den Probandengruppen Flunixin-Meglumin und Firocoxib konnten weder bei den neutrophilen und eosinophilen Granulozyten noch bei den COX-1 und COX-2 produzierenden Zellen signifikante Unterschiede festgestellt werden.

In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass es durch Ischämie und Reperfusion zu einem von neutrophilen Granulozyten getragenen Entzündungsgeschehen auch in benachbartem nicht manipuliertem Jejunum kommt, welches durch die Gabe von NSAIDs nicht beeinflusst wird. Zudem konnte eine unterschiedliche Expression der COX-1 und COX-2 in der Ring- und Längsmuskelschicht der Tunica muscularis dargestellt werden, die bei der COX-1 konstitutiv und bei der COX-2 induzierbar war.

abstract (englisch)

After injuring the equine jejunum through ischemia and reperfusion a significant regeneration inhibition of the intestine barrier was investigated during the equine therapy with flunixin meglumin. That is why several studies propose for the colic therapy a change from flunixin meglumin to a selective NSAID. The effect of NSAIDs on the muscularis externa of the equine jejunum has not yet been investigated. The aim of this study is to assess the effect of selective and non-selective nonsteroidal anti-inflammatory drugs on inflammation reactions in the ischemic injured equine jejunum.

This study was exercised on 12 crossbred horses in general anesthesia. In the first test phase a 90 minutes long partial ischemia was applied on the middle part of the jejunum followed by a 30 minutes reperfusion. The sampling point was carried out three times: before the ischemia, after the ischemia, as well as after the ischemia and the reperfusion. All samples contained the complete intestine wall. This was followed by the second test phase in which a partial ischemia was applied again on an uninjured jejunum part, followed by a 30 minutes reperfusion. The difference was, that after 60 minutes ischemia the horses received flunixin meglumin (1.1mg/kg IV) or firocoxib (0.09mg/kg IV). The sampling point was carried out in the same way as in the control group. In addition a sample of uninjured jejunum was extracted after the reperfusion. The first test sequence was used as a control group for all horses. The samples were retained in formalin and Bouin’s solution and frozen in liquid nitrogen. The eosinophils were displayed with the help of Luna’s stain. Immunohistochemistry set the basis for detecting the neutrophils and the COX-1 and -2 on protein level. The prove of COX-1 and COX-2 on protein level in a western blot analysis and on mRNA level in the RT-PCR were used as a confirmation of the results.

In the analysis an infiltration of neutrophils was found in the muscularis externa and serosa of the injured jejunum samples after ischemia and reperfusion. Even the non-manipulated control samples showed a significant infiltration with neutrophils. This indicates a inflammatory response of the whole bowl which needs to be investigated in a future study. The esinophils were found only rarely and isolated in the muscularis externa and serosa. That indicates an inferior role of eosinophils for the inflammation reaction caused by ischemia and reperfusion. The COX-1 was expressed constitutive in several strong characteristics in the circulare muscle of the muscularis externa of the equine jejunum. COX-2 presented itself as an inducible enzyme through ischemia and reperfusion. The expression in the muscularis was less than COX-1 and was found particularly in the longitudinal muscle of the muscularis externa. Moreover, the endothelial cells and very likely fibrocytes, as well as lymphocytes and macrophages were similar to COX-1 and COX-2 positive. There was no significant difference between the different flunixin meglumin und firocoxib samples regarding neither neutrophils and eosinophils nor COX-1 and COX-2 producing cells.

The study showed that ischemia and reperfusion induce neutrophile inflammation in the muscularis externa of the jejunum, even in non-manipulated control samples on which the NSAIDs did not have an influence. Moreover, the study revealed a different expression of COX-1 and COX-2 in the circulare and longitudinal muscle of the muscularis externa, which was constitutive for the COX-1 and inducible for the   COX-2.

keywords

equines Jejunum, Entzündung, NSAID; equine jejunum, inflammation, NSAID

kb

13.189