Dissertation

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

Maraike Wiebe

In vitro Studie über den Einfluss von Lipopolysacchariden und Metritiden auf die uterine Kontraktilität von Milchkühen im puerperalen Zeitraum

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-111742

title (eng.)

In vitro study on the influence of lipopolysaccharide and metritis on the uterine contractility of dairy cows during the puerperal period

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2018

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/wiebem_ss18.pdf

abstract (deutsch)

Ziel der vorliegenden Studie war es durch isometrische Kontraktilitätsmessung im Organbad an isolierten Myometriumstreifen von puerperalen Kühen den Einfluss einer Inflammation auf die uterine Kontraktilität als Teil der uterinen Involution zu untersuchen.

Hierzu wurden Proben der gesamten Uteruswand aus der großen Kurvatur des ehemals tragenden Uterushorns von 17 Kühen während einer Sectio caesarea (Gruppe 1) und von 16 Kühen nach Euthanasie einen bis 21 Tage postpartum (p.p; Gruppe 2) entnommen. In Gruppe 2 erfolgte anhand der klinischen Befunde eine Einteilung in eine Gruppe ohne (Gruppe oM; n=6) und eine Gruppe mit Metritis (Gruppe mM; n=10). Die Uterusproben wurden während Transport und Verarbeitung bei 37 °C in Krebs-Lösung gelagert. Pro Tier wurden acht Myometriumsstreifen präpariert, in eine mit Krebslösung befüllte Organbadkammer bei 37°C eingespannt und mit 95% O2 und 5% CO2 oxygeniert. In Gruppe 1 wurden acht Streifen aus der longitudinalen Schicht des Myometriums verwendet und bei sechs der acht Streifen die Krebs-Lösung zusätzlich mit Lipopolysacchariden (LPS) von Escherischia (E.) coli (O55:B5) versetzt, so dass je zweimal eine Konzentration von 0,1 µg/ml (LPS0,1), 1 µg/ml (LPS1) und 10 µg/ml (LPS10) entstand. Die übrigen zwei Streifen dienten als Kontrolle (LPS0). In Gruppe 2 wurden vier Streifen der longitudinalen und vier Streifen der zirkulären Myometriumsschicht verwendet. Nach einstündiger Äquilibrierung wurde die spontane Kontraktilität über 2,5 Stunden, unterteilt in fünf halbstündige Zeitperioden (T1 – T5), gemessen. Anschließend wurde in vier halbstündigen Zeitperioden (T6 – T9) in Gruppe 1 je ein Streifen jeder LPS-Konzentration mit aufsteigenden Konzentrationen an Oxytocin (10-10 – 10-7 mol/L) stimuliert und in Gruppe 2 je ein longitudinaler und ein zirkulärer Streifen mit aufsteigenden Konzentrationen an Oxytocin (10-10 – 10-7 mol/L), Prostaglandin F2α (PGF2α; Dinoprost; 10-7 – 10-4 mol/L) und Calciumchlorid (2,6 – 20,8 mmol/L) stimuliert. Für jede Zeitperiode wurden die Kontraktilitätsparameter minimale Amplitude (minA), maximale Amplitude (maxA), mittlere Amplitude (meanA), Fläche unter der Kurve (AUC) und Frequenz (FR) berechnet.

In Gruppe 1 hatte die LPS-Konzentration während der spontanen Kontraktilität und der Stimulation mit Oxytocin einen Einfluss (P≤0,05) auf die Kontraktilität. Die longitudinalen Muskelstreifen zeigten bei LPS0,1 und LPS1 in den ersten Zeitperioden (T1, T2) größere Werte (P≤0,05) für maxA, meanA und AUC als LPS0 und LPS10. In der letzten Zeitperiode (T9) bei den Kontrollstreifen waren maxA, meanA und AUC für LPS0 höher (P≤0,05) als für LPS0,1 und LPS1 und als LPS10 für maxA. Unter der Stimulation mit Oxytocin waren die Werte von LPS1 kleiner (P≤0,05) für maxA, meanA und AUC als die Werte von LPS0, LPS0,1 und LPS10. Die Stimulation mit Oxytocin führte bei allen Muskelstreifen zu höheren (P≤0,05) Kontraktilitätspa-rametern im Vergleich zu den Kontrollstreifen.

In Gruppe 2 zeigte die Diagnose einer Metritis (Gruppe oM und mM) insgesamt keinen Einfluss auf die Kontraktionsparameter (P>0,10). Jedoch erzielten die Muskelstreifen der Gruppe mM für die Parameter minA, meanA und AUC in den ersten Zeitperioden (T1, T2) höhere Werte (P≤0,05) als die der Gruppe oM. Während der Spontankontraktionen und der Stimulation mit Oxytocin waren bei den zirkulären Muskelstreifen die Parameter minA, meanA und AUC größer (P≤0,05) als bei den longitudinalen Muskelstreifen. Dieser Effekt konnte deutlicher in der Gruppe mM beobachtet werden. Unter Stimulation mit PGF2α zeigte dagegen die longitudinale Muskelschicht größere Werte (P≤0,05) für maxA, meanA und AUC als die zirkuläre Muskelschicht. Hier waren bei den beiden höchsten PGF2α-Konzentrationen die Kontraktilitätsparameter der Gruppe mM bei den longitudinalen Streifen höher (P≤0,05) als die der Gruppe oM. Die Stimulation mit Oxytocin hatte auch in Gruppe 2 einen positiven Einfluss auf die Kontraktilitätsparameter (P≤0,05) im Vergleich zur Kontrolle. Auch die Stimulation mit PGF2α und Calcium zeigte teilweise, vor allem in der Gruppe mM, einen positiven Effekt (P≤0,05) auf die Kontraktilität, der jedoch schwächer ausgeprägt war als bei der Stimulation mit Oxytocin.

Zusammenfassend kann geschlussfolgert werden, dass eine Inflammation einen geringgradig positiven bzw. keinen Einfluss auf die myometriale Kontraktilität bei puerperalen Uteri in vitro hat. Allerdings sind weitere Untersuchungen nötig, um die Ergebnisse dieser Studie über einen längeren Zeitraum als auch in vivo bestätigen zu können.

abstract (englisch)

The aim of this study was to investigate the influence of inflammation on the uterine contractility as a component of the uterine involution through isometric measure-ments of contraction in an organ bath.

For this purpose, full-thickness uterine wall samples from the large curvature of the previously gravid horn were collected from 17 cows through caesarean section (group 1) and from 16 cows undergoing euthanasia one to 21 days postpartum (p.p.; group 2). The animals in group 2 were retrospectively allocated into 2 subgroups depending on the absence (group oM; n=6) or presence of metritis (group mM; n=10). The uterine samples were placed in Krebs’ solution at 37°C throughout transport and manipulation. Eight myometrial strips per animal were dissected, mounted in an organ bath at 37 °C and perfused with 95% O2 and 5% CO2. In group 1, eight strips of the longitudinal layer of the myometrium were used. Lipopolysaccharide (LPS) of Escherichia coli (E. coli, O55:B5) was added to the Krebs’ solution of six of the eight strips with the resulting concentrations of 0.1 µg/ml (LPS0.1), 1 µg/ml (LPS1) and 10 µg/ml (LPS10). One concentration of LPS was used for 2 strips. Two further strips were used as control (LPS0). In group 2, four strips of the longitudinal and four strips of the circular layer were used. After one hour (h) equilibration, the spontaneous contractility was measured for 2.5 h divided in five time periods of 30 minutes each (T1-T5). Subsequently, in group 1 one strip of each LPS concentration was stimulated with increasing concentrations of oxytocin (10-10 – 10-7 mol/L) and, in group 2, one longitudinal an one circular strip were stimulated with increasing concentrations of oxytocin (10-10 – 10-7 mol/L), prostaglandin F2α (PGF2α; Dinoprost; 10-7 – 10-4 mol/L) and calcium chloride (2.6 – 20.8 mmol/L) during four time periods of 30 minutes each (T6-T9). The parameters of minimal amplitude (minA), maximal amplitude (maxA), mean amplitude (meanA), area under the curve (AUC) and frequency (FR) were calculated for every time period.

The variables studied were influenced (P≤0.05) by the LPS concentration during the spontaneous contractions and the stimulation with oxytocin in group 1. The longitudinal muscle strips incubated with LPS0.1 and LPS1 showed higher values (P≤0.05) of maxA, meanA and AUC than LPS0 and LPS10 in the first time periods (T1, T2). Higher values of maxA, meanA and AUC (P≤0.05) were observed in control strips (LPS0) compared to LPS0.1 and LPS1 strips and of maxA compared to LPS10 strips during the last time period (T9). The stimulation with oxytocin of LPS1 strips yielded lower values (P≤0.05) of maxA, meanA and AUC than in LPS0, LPS0.1 and LPS10 strips. The incubation with oxytocin led to higher (P≤0.05) levels of contractility for all muscle strips compared to control strips.

In group 2, the diagnosis of metritis (group oM and group mM) did not influence (P>0.10) the parameters of contractility. Nevertheless, the myometrial strips of group mM reached higher values (P≤0.05) of minA, meanA and AUC than the strips of group oM in the first time periods (T1, T2). During spontaneous contractility and stimulation with oxytocin the parameters minA, meanA and AUC of circular strips were higher (P≤0.05) than those of longitudinal strips. This effect was more evident in group mM. Conversely, the longitudinal layer showed higher values (P≤0.05) of maxA, meanA and AUC than the circular layer during the stimulation with PGF2α. More concretely, the parameters of longitudinal strips of group mM were higher (P≤0.05) than these of group oM with the two highest concentrations of PGF2α. Addi-tionaly, the stimulation with oxytocin in group 2 had a positive effect (P≤0.05) on the contractility when compared with control. The incubation with PGF2α and calcium enhanced the uterine contractility in some cases (P≤0.05) especially in group mM; however, this fact was less pronounced than in case of strips stimulated with oxytocin.

In summary, inflammation seems to have a slightly positive effect on the myometrial contractility of puerperal uteri in vitro. Further investigations are necessary to confirm these results over a longer period postpartum and in vivo.

keywords

Uterus, Motilität, Inflammation, uterus, motility, inflammation

kb

2.193