Dissertation

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

 

Tanja Krägeloh

 

 Untersuchungen zur intestinalen Resorption von Hypoglycin A im Hinblick auf die Atypische Myopathie des Pferdes

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-109947

title (eng.)

Studies on the intestinal absorption of hypoglycin A regarding equine atypical myopathy

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2017

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/kraegeloht_ss17.pdf

abstract (deutsch)

Hypoglycin A (HGA) und dessen Metaboliten wurden in den Körperflüssigkeiten an Atypischer Myopathie (AM) erkrankter Pferde nachgewiesen. In den Bestandteilen des Bergahorns wurde HGA bereits detektiert und dessen Bestandteile im Gastrointestinaltrakt erkrankter Pferde botanisch bestimmt. Über die intestinale Resorption lagen keine Daten vor und die Metabolisierung von HGA ist bisher nur in groben Zügen bekannt. Die Degradation zu Metaboliten wird allerdings als Voraussetzung zur Entwicklung klinischer Symptome einer AM angesehen, denn neben erkrankten Pferden treten auch gesunde Weidepartner auf, die HGA zum Teil in hohen Konzentrationen und HGA-Metaboliten in niedrigen Konzentrationen in den Körperflüssigkeiten aufweisen.

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die intestinale Resorption von HGA mittels Ussingkammer-Technik entlang der Darmachse zu untersuchen. Außerdem sollte überprüft werden, ob toxische Metaboliten des HGA bereits während der intestinalen Aufnahme durch den Enterozyten gebildet werden, und ob HGA ähnlich wie andere Aminosäure elektrogen transportiert wird. Des Weiteren wurden herkömmlich eingesetzte Adsorptionsmittel (Aktivkohle, Enteroconpulver®, Di-tri-Octahedral Smektit) und Paraffinöl auf ihre Bindungsfähigkeit gegenüber HGA mittels In-vitro-Inkubationsmethode getestet. Ein geeignetes Adsorptionsmittel (Enteroconpulver®) wurde anschließend in Ussingkammer-Versuchen im Hinblick auf eine mögliche Reduktion der HGA-Resorption untersucht.

Das Jejunum und das Ileum resorbierten HGA am effektivsten, während das Caecum für die HGA-Resorption keine Bedeutung zu besitzen schien. Mit zu Beginn des Versuches zunehmender, mucosal vorhandener Menge an HGA stieg sowohl die serosale HGA-Abgabe als auch die Akkumulierung von HGA im Gewebe an, sodass eine konzentrationsabhängige Resorption anzunehmen ist. Es lag ein Hinweis für einen elektrogenen Transport von HGA vor, da eine höhere HGA-Konzentration von 500 μM ähnlich wie L-Alanin-Zugabe in einem Anstieg des Kurzschlussstroms resultierte. Allerdings wurden keine Metaboliten des HGA in den Proben der Ussingkammer nachgewiesen, sodass intestinale Mikroorganismen oder extraintestinale Organe wie Leber oder Muskeln entscheidender für die Degradation des HGA sein könnten. Aktivkohle und das Aktivkohlepräparat Enteroconpulver® (WDT, Garbsen, Deutschland) wiesen die höchsten Bindungskapazitäten für HGA auf. Die Bindungskapazitäten waren sowohl durch pH- als auch durch konzentrationsabhängige Eigenschaften gekennzeichnet. Das Aktivkohlepräparat reduzierte im System der Ussingkammer die Akkumulierung von HGA im Gewebe, sodass ein möglicher Einsatz von Aktivkohle oder eines Aktivkohlepräparates bei erkrankten Pferden, aber auch bei gesunden Weidepartnern, die frei von klinischen Symptomen sind, sinnvoll erscheint. Denn die Entwicklung klinischer Symptome der AM könnte durch die Dosis der HGA-Aufnahme bedingt sein. Konsekutive HGA-Resorption könnte durch den Einsatz eines Adsorptionsmittels demzufolge verhindert werden und das Risiko der Erkrankung minimiert werden.

Weiterführende Untersuchungen sind allerdings notwendig, um die Pathogenese der Erkrankung vollständig zu verstehen, und um eine Übertragung der In-vitro-Untersuchungen auf die In-vivo-Situation zu ermöglichen, da weder die Transitzeit noch der Einfluss der Ingesta in den In-vitro-Untersuchungen berücksichtigt werden konnten.

 

abstract (englisch)

Hypoglycin A (HGA) and its metabolites were detected in body fluids of atypical myopathy (AM) affected horses. The uptake of the non-proteinogenic amino acid HGA and its metabolism are considered as prerequisite for the development of clinical signs of AM, however hardly anything is known about the intestinal absorption of HGA and a potential HGA degradation to its toxic metabolite methylenecyclopropylacetic acid (MCPA) and its conjugates within the intestine.

The aim of this study was to characterize the intestinal transport and absorption of HGA along the intestinal axis by Ussing chamber technique. A potential degradation to MCPA and its conjugates by enterocytes was investigated in Ussing chambers. Furthermore, different adsorbents (activated charcoal, Enteroconpulver® (WDT, Garbsen, Deutschland), di-tri-octahedral smectite) and paraffinum perliquidum were tested for their binding capacity for HGA in in vitro incubation trials. The most effective adsorbent was added to the mucosal side in Ussing chambers to examine whether the absorption of HGA could be diminished.

The jejunum and the ileum most effectively absorbed HGA and the importance of the caecum in respect to its HGA absorptive capacities was negligible. Results of the present study suggest that the transport of HGA might be electrogenic similarly to other amino acids such as l-alanine. A concentration-dependent absorption of HGA was observed. Furthermore, none of the HGA metabolites was detected in samples of the Ussing chamber technique, implicating that luminal microorganisms or other organs such as the liver and the muscles might be more important for degradation of HGA. Activated charcoal and its composition had the highest binding capacity for HGA in a pH- and concentration-dependent manner. The addition of the activated charcoal composition reduced the epithelial accumulation of HGA in a concentration-dependent manner.

In conclusion, the application of activated charcoal or a composition of activated charcoal might be useful as a preventive therapy in cograzers of AM affected horses to reduce intestinal absorption of HGA. Thereby, the potentially dose dependent HGA intoxication and thus development of clinical signs of AM might effectively be prevented in cograzers. However, further research is necessary to transfer the results of the present in vitro study into the in vivo situation and to understand the complete pathogenesis of AM in horses.

keywords

Atypische Myopathie, Resorption, Hypoglycin A, atypical myopathy, absorption, hypoglycin A

kb

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