Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen zum oxidativen Stress im Rahmen der Steroid responsiven Meningitis-Arteriitis (SRMA) beim Hund

Beiner, Michael

The pathogenesis of steroid responsive meningitis-arteriitis (SRMA) in dogs is not completely understood. Immunopathological mechanisms seem to play an important role, because of high levels of IgA in CSF and serum and the benefit of glucocorticosteroid treatment. Because of high values of neutrophils in CSF and blood the production of oxygen radicals is feasible and may lead to the phenomenon of oxidative stress. Therefore, the aim of the current study was to elucidate the role of oxidative stress in the pathogenesis of SRMA. In pretrial studies HPLC to measure malondialdehyde (MDA) as an indicator for the harmful influence of oxidative stress towards unsaturated fatty acids in the canine CNS was found to be the best method in regard of sensitivity and reproducibility. MDA was determined in 92 paired CSF and serum samples: from dogs with SRMA (n=12) and dogs with SRMA under treatment (n=13). These MDA levels were compared to those of dogs with epilepsy (n=13), with discopathy (n=14), with CNS-neoplasia (n=16), with CNS-inflammation (n=20) and with canine distemper encephalitis (n=4). In addition the following parameters were measured: IgA and leucocytes in CSF and blood samples and protein levels in CSF. Characteristic pleocytosis and elevated levels of IgA in serum and CSF could be determined in SRMA compared to other diseases. MDA-levels in CSF of all groups were very low and elevated only in chronic diseases. However, compared to other neurological diseases MDA levels in serum of dogs with SRMA were significantly higher (up to 4 - 7 fold) than in dogs with other diseases (p=0,01 SRMA versus epilepsy; p=0,02 SRMA versus discopathy).  A correlation between MDA-levels in serum and CSF was realized only in SRMA-patients (SRMA p=0,003; SRMA under treatment p=0,05). There was no correlation between MDA, IgA and leucocytes in serum as well as in CSF of SRMA-patients. MDA levels in serum decreased after application of glucocorticosteroids in dogs with SRMA. The current findings suggest that oxidative stress has an influence on the pathogenesis of SRMA and supports the hypothesis that SRMA starts as a systemic disease and expands later into the meninges. In respect to clinical signs and treatment of SRMA the current results let suggest the application of glucocorticosteroids in SRMA patients leads to a reduction of oxidative stress and most probably prevents the transition of the acute in the chronic form of SRMA either through preventing damage of CNS vessels or of genetic material and development of autoantigens.

Die Pathogenese der Steroid-responsiven Meningitis-Ateriitis (SRMA) ist nicht komplett erforscht. Im Rahmen der in zwei Formen auftretenden und mit einer nekrotisierenden Vaskulitis der spinalen Meningen einhergehenden Erkrankung werden aufgrund der intrathekal und systemisch erhöhten IgA-Konzentrationen und der Besserung der klinischen Symptome unter Glukokortikoidtherapie vor allem immunpathologische Mechanismen diskutiert. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung des Stellenwertes oxidativen Stresses in der Pathogenese der SRMA und die Evaluierung verschiedener Testverfahren zur Quantifizierung von Malondialdehyd (MDA) als Indikator für die Schädigung ungesättigter Fettsäuren durch oxidativen Stress im ZNS. Es erfolgten Untersuchungen zur photometrischen MDA-Bestimmung mit und ohne HPLC und die Entwicklung eines für die direkte Messung von MDA entwickelten ELISAs. In Versuchen zur Reproduzierbarkeit und Sensitivität und durch direkte Vergleichsmessungen der unterschiedlichen Meßmethoden konnte die Fluoreszenzphotometrie nach HPLC als am besten geeignete Methode zur MDA-Bestimmung beim Hund ermittelt werden. Für die Messungen mittels Photometrie ohne HPLC ergaben statistisch signifikante Ergebnisse die Empfehlung, dem Probenmaterial vor der MDA-Bestimmung butylierten Alkohol zur Verringerung der während der MDA-Messung ablaufenden Peroxidationsprozesse zuzusetzen. Die entwickelte photometrische Methode nach ELISA wurde aufgrund unspezifischer Messergebnisse verschiedener Untersuchungen nicht weiter evaluiert. In der sich an die Beurteilung der MDA-Testverfahren anschließenden klinischen Studie konnten Liquor- und Serumproben von akut an SRMA-erkrankten (n=12) und von sich in Therapie befindlichen SRMA-erkrankten Hunden (n=13) hinsichtlich ihres MDA-Gehaltes untersucht und mit Proben von Hunden mit idiopathischer Epilepsie (n=13), mit Diskopathien (n=14), Neoplasien des ZNS (n=16), Entzündungen des ZNS (n=20) und mit Staupe (n=4) verglichen werden. Zusätzlich wurden IgA und Leukozyten in Liquor cerebrospinalis und Blut sowie der Proteingehalt im Liquor bestimmt. Die für das Krankheitsbild der SRMA charakteristische Pleozytose und die intrathekal und systemisch erhöhte IgA-Konzentration konnten gegenüber den verglichenen Erkrankungen dargestellt werden. Während die MDA-Konzentrationen im Liquor bei allen Erkrankungen sehr gering waren, konnten im Serum der SRMA-Patienten im Vergleich zu den anderen Erkrankungen deutlich erhöhte MDA-Konzentrationen gemessen werden. Signifikant waren diese Unterschiede im Serum der SRMA-Patienten gegenüber idiopathischer Epilepsie und Diskopathie (P=0,01 SRMA versus idiopathische Epilepsie; P=0,02 SRMA versus Diskopathie). Sie wurden als Hinweis auf eine Beteiligung des oxidativen Stresses bei der Pathogenese der SRMA gewertet und unterstützen die These, dass es sich bei der SRMA um eine systemisch beginnende Erkrankung handelt, die sich sekundär auf den Meningealraum ausweitet. Eine Korrelation der MDA-Werte im Liquor mit denen im Serum konnte ausschließlich bei SRMA-Patienten bestimmt werden (SRMA P=0,003; SRMA in Therapie P=0,05). Es ergaben sich keine Korrelationen zwischen IgA, Leukozyten und MDA jeweils in CSF und Blut. Die Liquor-MDA-Konzentrationen der Hunde mit idiopathischer Epilepsie waren gegenüber denen mit Diskopathien (P=0,04) und denen mit Entzündungen des ZNS (P=0,03) deutlich erhöht. Ferner ist ein Zusammenhang zwischen der Dauer einer neurologischen Erkrankung und dem MDA-Gehalt zu vermuten. Interessanterweise scheint erst bei chronischen Erkrankungen die MDA Konzentration im Liquor anzusteigen. Die vergleichenden Untersuchungen zu Neoplasien, Bandscheibenvorfällen und Epilepsie unterstützen diese Hypothese. Als Konsequenz für Klinik und Therapie der SRMA deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass die Applikation von Glukokortikosteroiden bei SRMA-Patienten zu einer Reduktion von oxidativem Stress beiträgt und vermutlich den Übergang von der akuten zur chronischen Form der Erkrankung verhindert.

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Beiner, Michael: Untersuchungen zum oxidativen Stress im Rahmen der Steroid responsiven Meningitis-Arteriitis (SRMA) beim Hund. Hannover 2006. Tierärztliche Hochschule.

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