Dissertation

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

 

Daniela Helmsmüller

 

Die ontogenetische Entwicklung des Bewegungsapparates beim Beagle - eine morphometrische und kinetische Analyse

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-103061

title (engl.)

Ontogenetic development of the locomotor system of the Beagle - a morphometric and kinetic analysis

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2013

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/helmsmuellerd_ss13.pdf

abstract (deutsch)

Im Leben von Hunden als cursoriale Säugetiere spielt die Fortbewegung eine große Rolle. Störungen in der Entwicklung des Bewegungsapparates während des Wachstums sind zu vermeiden bzw. wenn möglich frühzeitig zu diagnostizieren und therapieren. Ziel dieser Arbeit war es, die ontogenetische Allometrie von Hunden am Beispiel des Beagles zu dokumentieren und die Lage des Körpermasseschwerpunktes zu analysieren. Besonderes Augenmerk galt der Skapula in der morphometrischen Analyse, als bislang in ontogenetischen Studien vernachlässigter, aber lokomotorisch relevanter Vordergliedmaßenknochen.

In dieser longitudinalen Studie wurden sechs Beaglerüden aus einem Wurf von der neunten postnatalen Woche bis zum Alter von einem Jahr regelmäßig untersucht. Ihr Gewicht, ihre Körperproportionen und die Längen der einzelnen Gliedmaßenknochen wurden allometrisch betrachtet. Für die Bestimmung der Verteilung des Körpergewichtes zwischen den Gliedmaßen trabten die Hunde auf einem Laufband mit vier integrierten Kraftmessplatten, das die Erfassung der vertikalen Bodenreaktionskraft und der Bodenkontaktzeiten erlaubte.

Beim Vergleich der sich funktionell entsprechenden Vorder- und Hintergliedmaßenabschnitte zeigten sich beim Hund Unterschiede zu früheren Befunden von Säugetieren durch eine höhere positive Allometrie von Femur und Crus im Vergleich zu den Werten von Skapula und Brachium. Relativ zur Gesamtlänge des Beines nahmen Antebrachium, Femur und Crus zu, während die Autopodien an Länge abnahmen. Durch ihre nahezu optimalen Längenverhältnisse der Gliedmaßenabschnitte von 1:1:1 und aufgrund der konstanten relativen Länge des Brachiums kann vermutet werden, dass Hunde früh in ihrer Ontogenese selbststabilisierende Mechanismen verwenden. Das negative allometrische Wachstum des Rumpfumfanges und eine relative Zunahme der Rumpflänge gingen mit einer Änderung der Rumpfform von zylindrisch beim Junghund zu einer deutlich konischeren Form beim Adulten einher. Diese Veränderung, gepaart mit einer gestreckteren Hintergliedmaße beim erwachsenen Hund sowie beschriebenen Allometrien der inneren Organe, führte zu einer Verschiebung des Körpermasseschwerpunktes nach kranial. Die relativ stärkere kaudale Lage des CoM bei Welpen könnte einen Vorteil für deren Wendigkeit bieten, um allerdings sogenannte ‚kick-starts’ zu vermeiden, ist die generell kraniale Lage des CoM bei Hunden von Vorteil. Die sich kontinuierlich verändernden Gliedmaßenverhältnisse und auch die unterschiedliche Lage des Körpermasseschwerpunktes zusammen mit weiteren auslösenden Faktoren können ein Grund für orthopädische Probleme im Wachstum sein. Zur einfachen Überprüfung des physiologischen Wachstums von Hunden bietet sich die Gewichtsentwicklung an. Die Dauer bis zum Erreichen des Endgewichtes und der intensivsten Gewichtszunahme scheint verglichen mit kleineren Beagle-Linien und anderen Rassen vom Endgewicht abhängig zu sein, wobei schwerere Hunde längere Zeiten benötigen. Die Größenverhältnisse unter den Beaglegeschwistern blieben über den gesamten Messzeitraum gleich und unter den Geschwistern unterschieden sich Zunahmezeiten nicht. Inwiefern es sich bei den hier beobachteten Mustern um für Hunde allgemeingültige Befunde handelt, muss durch zukünftige Arbeiten geprüft werden, die insbesondere Rassen verschiedener Körperbautypen und Körpergrößen einbeziehen.

 

abstract (englisch)

Locomotion plays a significant role in the life of the dog as a cursorial mammal and one essential prerequisite for this is a physiologically developed musculoskeletal system. To ensure its proper functioning, abnormalities in its development should be avoided or at least if possible diagnosed and treated at an early stage. It was hence the aim of this study to document the ontogenetic allometry of Beagles, in example of dogs in general, and to analyse the location of the centre of body mass during growth. Heed was paid in this study to the scapula as a locomotory important but in ontogenetic studies often neglected element of the forelimb.

In this longitudinal study, six male Beagle siblings were analysed regularly from the ninth postnatal week until they reached one year of age. Their weight, body proportions and the lengths of their individual limb bones were measured and the results evaluated allometrically. To determine the body weight distribution and thereby the craniocaudal location of the center of body mass, the dogs trotted on the treadmill with four integrated force plates and the vertical ground reaction forces as well as the stance duration ratios were determined.

Comparing the functionally analogous fore- and hindlimb segments, deviations from previously reported patterns were observed, i.e., femur and crus showed a stronger positive allometry than scapula and brachium. Relative to limb length, antebrachium, femur and crus increased whereas manus and pes decreased in length. Because dogs show a segment ratio of nearly 1:1:1 and the relative length of the middle segment of the forelimb (i.e., the brachium) is constant during growth, it is postulated that dogs use self-stabilizing mechanisms from early on. The negative allometric growth of the trunk circumference and a relative increase in the trunk length compared with body mass were accompanied by a change of the shape of the trunk from a cylindrical shape in the puppy to a more conical shape in the adult dog. These changes, together with the elongation of the hindlimbs due to postural changes and the described allometries of the inner organs led to a net-cranial shift of the center of body mass. In contrast to primates, the location of the center of mass was always situated cranially. The more caudal position of the CoM in puppies could be advantageous for their maneuverability; to avoid the risk of pitching, however, a net-cranial location is beneficial. The changing limb proportions together with the shift of the body’s center of mass and other triggering factors could be a cause for orthopaedical problems in growing dogs. A good indicator for a dogs’ growth is its weight development. Compared to smaller-bodied Beagle lines and other breeds, the growth period to reach the final weight as well as the period of the most intensive weight gain seems to depend on the final weight. Thereby, relatively heavier dogs need more time for growth. The body size relationships amongst the Beagle siblings remained unchanged during the study period and their duration of weight increase did not differ. Whether the data collected in this study are representative for dogs remains to be tested in future studies, which should include breeds of varying builds and body sizes.

 

keywords

Hund, Knochenwachstum, Ganganalyse, dog, bone growth, gait analysis

kb

4.827