Hufrehe in der perfundierten isolierten Pferdegliedmaße

Die Hufrehe beim Pferd ist eine häufige, schwere und häufig lebensbedrohlich verlaufende Erkrankung deren Pathogenese bislang noch nicht in Gänze erklärt werden konnte. Für die Entstehung werden unterschiedliche Mechanismen diskutiert. Momentan werden zwei Haupttheorien erforscht, eine setzt den Fokus auf die Veränderungen im Blutfluss in der distalen Gliedmaße, die andere hingegen auf die Präsenz und Aktivität von Triggerfaktoren, wie Metalloproteinasen und Lipopolysaccariden. Hauptsächlich wurden Studien über Hufrehe in Form von in vivo Studien an Pferden mit klinischen Zeichen der schmerzhaften Erkrankung oder an isolierten Gewebsproben, wie zum Beispiel isolierten Blutgefäßen oder Proben aus der Hufwand, durchgeführt. Um unser Verständnis für diese Erkrankung zu verbessern und somit eine Möglichkeit besser Maßstäbe hinsichtlich der Prophylaxe und Therapie zu schaffen, bietet die Untersuchung am Pferdebein in toto ein komplexes interaktives System, ohne die Notwendigkeit von Tierversuchen. Die Möglichkeit der Perfusion mit autologem Blut wurde von unserer Forschungsgruppe bereits untersucht und es konnte gezeigt werden, dass während einer 10stündigen Perfusion physiologischen Bedingungen in der isolierten Gliedmaße aufrechterhalten werden konnten. In der in diesem Antrag präsentierten Studie planen wir die verschiedenen Mechanismen, die als Ursache der entstehung der Hufrehe gesehen werden, an der isolierten perfundierten Pferdegliedmaße zu untersuchen. Im Speziellen werden wir die hufreheartigen Veränderungen verursacht durch die Addition von Endotoxinen zum Perfusat, die Aktivierung von Metallomatrixproteinasen und die Veränderungen in Folge eine Reperfusion nach Ischämie an der unbelasteten und belasteten Gliedmaße untersuchen. Die Belastung mit einer Materialprüfmaschine findet in cyclischen Intervallen statt um die Belastung in vivo zu simulieren. Die Proben werden in der Folge sowohl lichtmikroskopisch als auch elektronenmirkroskopisch untersucht. In weiteren Beinen mit induzierter Hufrehe wird der Effekt unterschiedlicher Temperaturen (Hyperthermie und Kryotherapie) untersucht. Um die Gruppen zu vergleichen wird eine statistische Auswertung der normalverteilten Daten mittels ANOVA und der nicht normalverteilten Daten mittels eines Friedman-Tests durchgeführt. Von den drei vorgestellten Hufrehe- Modellen erwarten wir, ein passendes lebensnahes Modell auswählen zu können um weitere tiefer gehende Untersuchungen hinsichtlich medikamenteller und biomechanischer Behandlungen, unter Vermeidung von Tierversuchen. Die Forschungsgruppe der extracorporealen Perfusion ist die einzige in Österreich und ist sehr daran interessiert das Modell auf andere Organe und andere Spezies aus dem veterinär- oder humanmedizinischen Sektor zu übertragen. Das beantragte Modell spielt eine wichtige Rolle im Erreichen dieses Strebens.

Im Rahmen dieser Studie wurde die Perfusion von am Schlachthof erworbenen isolierten Pferdebeinen mit dem Blut desselben Pferdes für bis zu 10 Stunden etabliert, um die sehr schmerzhafte und mit einer schlechten Prognose einhergehende Erkrankung der Hufrehe des Pferdes zu untersuchen. Die Hufrehe ist eine Entzündung des Aufhängeapparates des Hufbeins im Hornschuh, die im schlimmsten Fall zum Verlust des Hornschuhs und damit zur Notwendigkeit der Euthanasie des Pferdes führen kann. Aber auch in weniger dramatischen Fällen ist die Erkrankung in so einem Ausmaß schmerzhaft, dass Vergleiche mit den Schmerzen durch Knochenmetastasen verwendet werden.Für die Studie wurden nunmehr folgende Faktoren, die im lebenden Pferd als Risikofaktoren für Hufrehe bekannt sind, untersucht: 1.) Endotoxinämie das sind Bestandteile von Bakterien die durch den Zerfall von Bakterien erzeugte Giftstoffe, die z.B. bei einer Kolikerkrankung aus dem Darm oder bei Nachgeburtsverhalten aus dem Uterus in den Blutstrom gelangen. Hier konnte gezeigt werden, dass Endotoxine die Gewebe der Hufbeinaufhängung bereits innerhalb weniger Stunden so schädigen und derartige Anreicherungen von weißen Blutkörperchen in diesen Geweben verursachen, dass Endotoxine nicht nur als Risikofaktor für die Hufrehe sondern als Auslöser und Ursache per se betrachtet werden können. 2.) Hyperinsulinämie das ist eine zu hohe Konzentration von Insulin im Blut, wie sie zum Beispiel bei Pferden mit metabolischen Syndrom und Insulinresistenz vorkommt. Hier konnte gezeigt werden, dass wenige Stunden der erhöhten Insulinkonzentration zu einer Erhöhung des Gefäßwiderstands sowie Ödembildung in den Geweben der Hufbeinaufhängung führt, und zwar vermittelt durch Endothelin-Rezeptoren. Dies erklärt das erhöhte Risiko von Pferden mit natürlich vorkommender Hyperinsulinämie für die Entwicklung von Hufrehe.Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Hufreheforschung am isolierten Pferdebein den Kriterien des 3R (Ersatz von Tierversuchen durch alternative Methoden) entspricht und einen wesentlichen Beitrag zum besseren Verständnis der Erkrankung beigetragen hat und vermutlich auch in Zukunft beitragen wird.