Untersuchungen der Skelettmuskulatur bei Pferden mit chronischen Pneumopathien

Oey, Lydia

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Untersuchungen der Skelettmuskulatur bei Pferden mit chronischen Pneumopathien

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Im Rahmen dieser Studie wurden 15 lungengesunde und 50 chronisch lungenkrankte Pferde untersucht. Nach der speziellen Lungenuntersuchung, inklusive Endoskopie der tiefen Atemwege, Tracheobronchialsekretzytologie, arterieller Blutgasanalyse und radiologischer Lungenuntersuchung wurden die Probanden nach ihrem Schweregrad der Lungenerkrankung in Gruppen eingeteilt. Ausserdem wurde eine Unterteilung nach dem vorberichtlichen Trainingszustand der Tiere vorgenommen. Es erfolgte eine Belastungsuntersuchung zur Ermittlung der Beruhigungszeiten der Herz- und Atemfrequenz sowie eine Verlaufsanalyse der Muskelenzyme Creatinkinase, Aspartat-Aminotransferase, Laktatdehydrogenase und dem Blutlaktatwert. Anschließend erfolgte die Entnahme von Muskelbiopsien mit der Stanze nach Bergström aus dem M. glutaeus medius und bei einem Teil des Probandenguts aus dem M. splenius am Hals. Zur histopathologischen Untersuchung der Muskulatur wurden verschiedene Färbetechniken (H.E., Gomori Trichrom, NADH-TR, saure Phosphatase, Oil Red, PAS mit und ohne Diastasevorinkubation) angewandt. Bei den histologischen Untersuchungen der Skelettmuskulatur chronisch lungenkranker Pferde konnten Hyperplasien der Mitochondrien, ähnlich den Ragged-Red-Fasern beim Menschen vorgefunden werden. Andere pathologische Reaktionen im Rahmen von kompensatorischen Prozessen wurden in Form von Faserkaliberverschiebungen, myofibrillären Verplumpungen und zentralen Kerne beobachtet. Hingegen wurden Nekrosen und anguläre Fasern, wie sie bei verschiedenen Myopathien vorkommen können, nicht oder nur vereinzelt gefunden. Mit Hilfe der PAS-Färbung ohne Diastasevorinkubation wurden zusätzlich signifikante Verminderungen der Muskelglykogengehalte bei den chronisch lungenkranken Pferden im Vergleich zum physiologischen Muskelglykogengehalt der gesunden Pferde festgestellt. Zwischen den trainierten und untrainierten Pferden konnten bei den lungengesunden, den gering- und mittelgradig lungenkranken Pferden keine Unterschiede festgestellt werden, während die mittelgradig lungenkranken, trainierten Pferde signifikant stärkere Muskelveränderungen als die Untrainierten zeigten. Chronische Lungenerkrankungen bei Pferden zeigen eine biologisch positive Korrelation mit den histologischen Skelettmuskelveränderungen. Primäre Erkrankungen der Skelettmuskulatur wurden aufgrund der klinischen Untersuchungen, der Labordiagnostik und den muskelhistologischen Untersuchungen ausgeschlossen.

This study includes 15 healthy horses and 50 horses with chronic pulmonary disease. After detailed examination of the lung, including endoscopy of the lower respiratory tract, analysis of tracheal aspirates and radiographic examination, the horses were grouped according to the severity of chronic pulmonary disease. Groups of horses were then divided into trained and untrained groups according to the information given by the owners. Horses were subjected to an exercise test and muscle enzymes were evaluated before and after exercise. Finally muscle biopsies were taken from the M. glutaeus medius using a needle biopsy and from the M. splenius using open surgical approach. Histopathological examinations were perfomed with different stains (H&E, Gomori-trichrom, NADH-TR, Acid Phosphatase, Oil Red, PAS with and without incubation). During light microscopic analysis several histological variations of skeletal muscles from horses with pulmonary disease were found. Variations in fiber cross section area, myofibrillar degeneration and central nuclei were interpreted as signs of compensative processes in the skeletal muscle. Necrosis and angular fibers were detected rarly. In horses with chronic pulmonary disease there are prominent alterations in form of mitochondrial hyperplasia, also called ragged red fibers. The determination of muscle glycogen content showed a significant reduction of muscle glycogen in effected horses. Training had no or very few effects on pathological skeletal muscle alterations. Equine chronic pulmonary disease is correlated with histopathological changes in skeletal muscle. Primary muscle disorders, for example exertional rhabdomyolysis, were ruled out on the basis of clinical examinations, laboratory diagnostics and muscle biopsies. Exercise intolerance seen in horses with chronic airway disease is not only due to primary pulmonary disease, but also because of changes occurring in skeletal muscle microstructure.