Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchung der Skelettmuskulatur bei chronisch lungenkranken Pferden vor und nach Therapie mit Clenbuterol und vor und nach Belastung

Stave, Christina

Within the scope of this study, 14 horses with healthy lungs and 18 horses suffering from RAO were examined. Those were differentiated based on findings of the clinical and further diagnostic examinations of the respiratory tract.    A standardized exercise examination on the lunge was performed in order to determine recovery times of heart rate and respiratory rate as well as to monitor changes in the levels of the muscle enzymes creatin kinase, aspartate aminotransferase and lactate dehydrogenase and blood lactate levels. A muscular tissue sample was obtained at rest and 24 hours after exercise from Musculus glutaeus medius using the Bergström biopsyneedle. In 5 horses, an additional open biopsy from Musculus splenius was taken. Histopathological evaluation of the muscular tissue samples was then performed using various staining methods. All horses were given two 12-day courses of clenbuterol at a dose of 0,8 µg/kg twice daily orally with a 4-day interruption in between. Subsequently, all horses were examined once again. In both the muscular tissue samples from the horses with chronic respiratory disease and the horses with healthy lungs, the histopathological evaluation showed an increased mitochondrial activity similar to ragged red fibers in humans. Thereby the mitochondrial activity of horses with RAO was significantly different to that of the horses with healthy lungs. Almost all the horses showing these changes, both those with healthy lungs and those with RAO, showed a marked reduction in this increase of mitochondrial activity at the control examination after clenbuterol administration. The horses with chronic respiratory disease showed a significant reduction and in the healthy animals a slightly significant reduction was evident. The reason for an increased mitochondrial activity of skeletal muscle in horses with chronic respiratory disease could be that these horses possess limited compensation mechanisms due to reduced oxygen supply. With the aid of clinical, diagnostic laboratory and histopathological examinations, primary myopathies of the horse as causes for the structural muscle changes found could be eliminated with relative certainty.    Examination of the muscular tissue samples 24 hours after exercise produced no consistent results regarding mitochondrial activity. Thus, a direct impact of a standardized stress on mitochondrial activity could not be demonstrated in this study.   The examinations showed that both in horses with healthy lungs and in horses with chronic respiratory disease, an increased mitochondrial activity can be reduced using clenbuterol therapy. Thus, a therapeutic impact on affected muscle in horses with chronic respiratory disease was demonstrated. In the future, these findings could be useful for a successful therapy of RAO including structural muscle changes

Im Rahmen dieser Studie wurden 14 lungengesunde und 18 an RAO erkrankte Pferde untersucht, die aufgrund von Befunden klinischer und weiterführender Untersuchungen der Atemwege differenziert wurden. Zur Ermittlung der Beruhigungszeiten von Herz- und Atemfrequenz, sowie zur Erstellung einer Verlaufsanalyse der Muskelenzyme Creatinkinase, Aspartat-Aminotransferase, Laktatdehydrogenase und des Blutlaktatwertes wurde eine standardisierte Belastungsuntersuchung an der Longe durchgeführt. Mit Hilfe der Muskelbiopsiestanze nach Bergström wurde eine Muskelprobe aus dem Musculus glutaeus medius in Ruhe und 24 Stunden nach Belastung entnommen. Bei fünf Pferden wurde zusätzlich eine offene Biopsie des Musculus splenius durchgeführt. Die histopathologische Auswertung der Muskelproben erfolgte anschließend anhand verschiedener Färbetechniken. Allen Pferden wurde über zwei 12-tägige Intervalle mit einer 4-tägigen Unterbrechung Clenbuterol in einer Dosierung von 0,8 µg/kg zweimal täglich per oral verabreicht. Anschließend wurden alle Pferde erneut untersucht. Die histopathologische Auswertung der Muskelproben zeigte sowohl bei den chronisch lungenkranken als auch bei den lungengesunden Pferden eine erhöhte mitochondriale Aktivität, ähnlich den Ragged-Red-Fasern des Menschen. Dabei unterschieden sich die mitochondrialen Aktivitäten der Pferde mit RAO signifikant von denen der lungengesunden Pferde. Fast alle Pferde, sowohl lungengesunde als auch an RAO erkrankte, welche diese Veränderungen aufwiesen, zeigten in der Kontrolluntersuchung nach Clenbuterolverabreichung eine deutliche Reduktion dieser mitochondrialen Aktivitätserhöhung. Die chronisch lungenkranken Pferde wiesen eine signifikante, die gesunden Tiere eine schwach signifikante Reduktion auf. Die Ursache für eine erhöhte mitochondriale Aktivität der Skelettmuskulatur chronisch lungenkranker Pferde könnte darin begründet sein, dass diese über schlechtere Kompensationsmechanismen durch eine eingeschränkte Sauerstoffversorgung verfügen. Primäre Myopathien des Pferdes konnten als Ursache für die gefundenen strukturellen Veränderungen der Muskulatur anhand klinischer, labordiagnostischer und histopathologischer Untersuchungen relativ sicher ausgeschlossen werden. Die Untersuchung der Muskelproben 24 Stunden nach einer Belastung lieferte bezüglich der mitochondrialen Aktivität keine einheitlichen Ergebnisse. Somit konnte eine direkte Auswirkung einer standardisierten Belastung auf die mitochondriale Aktivität in dieser Studie nicht nachgewiesen werden. Die Untersuchungen zeigten, dass eine erhöhte mitochondriale Aktivität durch eine Therapie mit Clenbuterol sowohl bei lungengesunden als auch bei an RAO-erkrankten Pferden reduziert werden kann. Somit konnten therapeutische Konsequenzen an erkrankter Muskulatur bei chronisch lungenkranken Pferden nachgewiesen werden. Diese Erkenntnisse könnten in Zukunft für eine erfolgreiche Therapie der RAO einschließlich der strukturell veränderten Muskulatur nützlich sein. 

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Stave, Christina: Untersuchung der Skelettmuskulatur bei chronisch lungenkranken Pferden vor und nach Therapie mit Clenbuterol und vor und nach Belastung. Hannover 2012. Tierärztliche Hochschule.

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