Diss Nikki final - TiHo Bibliothek elib - Tierärztliche Hochschule ...
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Bibliografische Informationen der Deutschen <strong>Bibliothek</strong><br />
Die Deutsche <strong>Bibliothek</strong> verzeichnet diese Publikation in der Deutschen<br />
Nationalbibliografie;<br />
Detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.ddb.de abrufbar.<br />
1. Auflage 2012<br />
© 2012 by Verlag: Deutsche Veterinärmedizinische Gesellschaft Service GmbH,<br />
Gießen<br />
Printed in Germany<br />
ISBN 978-3-86345-090-8<br />
Verlag: DVG Service GmbH<br />
Friedrichstraße 17<br />
35392 Gießen<br />
0641/24466<br />
geschaeftsstelle@dvg.net<br />
www.dvg.net
<strong>Tierärztliche</strong> <strong>Hochschule</strong> Hannover<br />
Histopathologische und immunhistochemische<br />
Untersuchungen zur Beteiligung von Mastzellen und<br />
Immunglobulin E bei Hunden mit chronischen<br />
idiopathischen Darmentzündungen<br />
INAUGURAL-DISSERTATION<br />
zur Erlangung des Grades einer<br />
Doktorin der Veterinärmedizin<br />
-Doctor medicinae veterinariae-<br />
(Dr. med. vet.)<br />
Vorgelegt von<br />
Nicole Claudine Zielschot<br />
Luxemburg<br />
Hannover 2012
Wissenschaftliche Betreuung:<br />
Univ.-Prof. Dr. Marion Hewicker-Trautwein<br />
Institut für Pathologie<br />
1. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. Marion Hewicker-Trautwein<br />
2. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. Andrea Tipold<br />
Tag der mündlichen Prüfung: 08.05.2012
Voor Opa
„Zum Erfolg gibt es keinen Lift. Man muss die Treppe nehmen“<br />
-Emil Oesch-<br />
oder:<br />
„Je moet schieten, anders kun je niet scoren“<br />
(Man muss schon schießen um ein Tor zu erzielen)<br />
-Johann Cruijff-
I<br />
Inhaltsverzeichnis<br />
1 Einleitung .....................................................................................1<br />
2 Literaturübersicht ........................................................................3<br />
2.1 Aufbau und Funktion des kaninen Gastrointestinaltraktes ....................... 3<br />
2.1.1 Magen .......................................................................................................... 4<br />
2.1.2 Dünndarm .................................................................................................... 5<br />
2.1.3 Dickdarm und Afterkanal .............................................................................. 6<br />
2.2 Das Immunsystem des Darmes.................................................................... 8<br />
2.1.1 Physikalische Barrieren................................................................................ 8<br />
2.2.2 Chemische Barrieren.................................................................................... 9<br />
2.2.3 Immunologische Barrieren ........................................................................... 9<br />
2.2.4 Orale Toleranz............................................................................................ 11<br />
2.2.5 Vertikale und horizontale Verteilung von Immunzellen in der Lamina propria<br />
mucosae .................................................................................................... 12<br />
2.2.6 Alters-assoziierte Veränderungen des GALTs ........................................... 14<br />
2.3 Chronische idiopathische Darmentzündungen des Hundes ................... 16<br />
2.3.1 Definition, klinisches Erscheinungsbild und Differentialdiagnosen ............. 16<br />
2.3.2 Klassifikation der Inflammatory Bowel Disease Formen............................. 17<br />
2.3.3 Ätiologie der Inflammatory Bowel Disease ................................................. 22<br />
2.3.4 Immunpathogenese der kaninen Inflammatory Bowel Disease.................. 23<br />
2.4 Mastzellen..................................................................................................... 32<br />
2.4.1 Entwicklung und Vorkommen..................................................................... 32<br />
2.4.2 Heterogenität von Mastzellen..................................................................... 32<br />
2.4.3 Funktionen von Mastzellen......................................................................... 33<br />
2.4.4 Mastzellen und ihre Mediatoren ................................................................. 36<br />
2.5 Protoonkogen c-kit ...................................................................................... 39<br />
2.6 Immunglobulin E.......................................................................................... 41<br />
3 MATERIAL UND METHODEN ....................................................45<br />
3.1 Untersuchungsmaterial............................................................................... 45<br />
3.1.1 Probengewinnung ...................................................................................... 45<br />
3.1.2 Fixierung und Aufarbeitung der Proben...................................................... 46<br />
3.2 Hämalaun-Eosin (H.E.) Färbung ................................................................. 48<br />
3.3 Histologische Untersuchung der Gewebeproben und Einteilung in die<br />
Inflammatory Bowel Disease Formen........................................................ 48
II<br />
3.4 Vorversuche zur Immunhistochemie und Immunfluoreszenz ................. 50<br />
3.5 Immunhistochemie ...................................................................................... 51<br />
3.5.1 Antikörper und Seren ................................................................................. 51<br />
3.5.2 Verstärkungsreaktion ................................................................................. 52<br />
3.5.3 Spezifitätskontrollen ................................................................................... 53<br />
3.5.4 Durchführung der Immunhistochemie (ABC-Methode)............................... 53<br />
3.5.5 Unspezifische Hintergrundfärbung ............................................................. 56<br />
3.6 Auswertung der immunhistochemischen Reaktionen ............................. 57<br />
3.7 Statistische Auswertung ............................................................................. 58<br />
4 ERGEBNISSE .............................................................................60<br />
4.1 Histopathologische Befunde bei Kontrollhunden in der Hämalaun-Eosin<br />
Färbung ........................................................................................................ 60<br />
4.2 Histopathologische Befunde bei an eosinophiler Gastroenterokolitis<br />
erkrankten Hunden in der Hämalaun-Eosin Färbung............................... 60<br />
4.3 Immunhistochemische Untersuchungen am kaninen<br />
Gastrointestinaltrakt ................................................................................... 60<br />
4.4 Expressionsmuster von c-kit-Rezeptor bzw. IgE positiven Zellen im<br />
Magendarmtrakt bei Kontrollhunden......................................................... 62<br />
4.4.1 Expressionsmuster von c-kit-Rezeptor (CD117) positiven Zellen bei<br />
Kontrollhunden........................................................................................... 62<br />
4.4.2 Expressionsmuster von Immunglobulin E positiven Zellen bei<br />
Kontrollhunden........................................................................................... 67<br />
4.4.3 Vergleichende Darstellung des Expressionsmusters von c-kit und IgE<br />
positiven Zellen bei Kontrollhunden ........................................................... 71<br />
4.5 Expressionsmuster von c-kit-Rezeptor bzw. IgE positiven Zellen im<br />
Magendarmtrakt bei an eosinophiler Gastroenterokolitis erkrankten<br />
Hunden ......................................................................................................... 73<br />
4.5.1 Expressionsmuster von c-kit-Rezeptor (CD117) positiven Zellen bei an<br />
eosinophiler Gastroenterokolitis erkrankten Hunden.................................. 73<br />
4.5.2 Expressionsmuster von Immunglobulin E positiven Zellen bei an<br />
eosinophiler Gastroenterokolitis erkrankten Hunden.................................. 78<br />
4.5.3 Die Expressionsmuster von c-kit und IgE positiven Zellen bei an<br />
eosinophiler Gastroenterokolitis erkrankten Hunden im Vergleich............. 82<br />
4.6 Vergleichende Darstellung der Expressionsmuster von c-kit bzw.<br />
Immunglobulin E zwischen an eosinophiler Gastroenterokolitis<br />
erkrankten Hunden und Kontrollhunden................................................... 84
III<br />
4.6.1 Vergleich des horizontalen Expressionsmusters von c-kit Rezeptor positiven<br />
Zellen zwischen Kontrollhunden und an eosinophiler Gastroenterokolitis<br />
erkrankten Hunden..................................................................................... 84<br />
4.6.2 Vergleich des horizontalen Expressionsmusters von Immunglobulin E<br />
positiven Zellen zwischen Kontrollhunden und an eosinophiler<br />
Gastroenterokolitis erkrankten Hunden...................................................... 85<br />
5 DISKUSSION ..............................................................................87<br />
5.1 Verteilungsmuster von c-kit sowie IgE positiven Zellen bei<br />
darmgesunden Hunden .............................................................................. 87<br />
5.1.1 Horizontales Verteilungsmuster von c-kit positiven Zellen bei darmgesunden<br />
Hunden ...................................................................................................... 87<br />
5.1.2 Vertikales Verteilungsmuster von c-kit positiven Zellen bei darmgesunden<br />
Hunden ...................................................................................................... 88<br />
5.1.3 Horizontales Verteilungsmuster von IgE positiven Zellen bei darmgesunden<br />
Hunden ...................................................................................................... 89<br />
5.1.4 Vertikales Verteilungsmuster von IgE positiven Zellen bei darmgesunden<br />
Hunden ...................................................................................................... 90<br />
5.1.5 Vergleichende Darstellung des Verteilungsmusters von c-kit und IgE<br />
positiven Zellen bei darmgesunden Hunden .............................................. 91<br />
5.2 Vergleichende Darstellung von IgE positiven Zellen und c-kit positiven<br />
Mastzellen bei darmgesunden Hunden unterschiedlichen Alters........... 92<br />
5.3 Verteilungsmuster von c-kit sowie IgE positiven Zellen bei an EGEK<br />
erkrankten Hunden...................................................................................... 94<br />
5.3.1 Horizontales Verteilungsmuster von c-kit-positiven Zellen bei an EGEK<br />
erkrankten Hunden..................................................................................... 94<br />
5.3.2 Vertikales Verteilungsmuster von c-kit positiven Zellen bei an EGEK<br />
erkrankten Hunden..................................................................................... 94<br />
5.3.3 Horizontales Verteilungsmuster von IgE positiven Zellen bei an EGEK<br />
erkrankten Hunden..................................................................................... 95<br />
5.3.4 Vertikales Verteilungsmuster von IgE positiven Zellen bei an EGEK<br />
erkrankten Hunden..................................................................................... 95<br />
5.3.5 Vergleichende Darstellung des Verteilungsmusters von c-kit und IgE<br />
positiven Zellen bei an EGEK erkrankten Hunden ..................................... 95<br />
5.4 Vergleichende Darstellung der Verteilungsmuster von c-kit positiven<br />
Mastzellen bei an EGEK erkrankten und bei darmgesunden Hunden .... 96<br />
5.5 Vergleichende Darstellung des Verteilungsmusters von IgE positiven<br />
Mastzellen bei an EGEK erkrankten und bei darmgesunden Hunden .... 97<br />
5.6 Doppelmarkierung von Mastzellen mittels Antikörper gegen den c-kit-<br />
Rezeptor sowie Immunglobulin E ............................................................ 100
IV<br />
5.7 Schlußbetrachtung .................................................................................... 102<br />
6 ZUSAMMENFASSUNG.............................................................103<br />
7 SUMMARY ................................................................................105<br />
8 LITERATURVERZEICHNIS ......................................................107<br />
9 ANHANG...................................................................................128<br />
9.1 Angaben zu den Kontrollhunden.............................................................. 128<br />
9.2 Angaben zu den an eosinophiler Gastroenterokolitis erkrankten Hunden<br />
.................................................................................................................... 131<br />
9.3 Bezugsquellen für Geräte, Reagenzien, Chemikalien und Antikörper .. 133<br />
9.4 Lösungen und Puffer für die Immunhistochemie ................................... 137<br />
9.5 Abkürzungen.............................................................................................. 138<br />
Danksagung.......................................................................................................... 142
V<br />
Abbildungsverzeichnis<br />
Abbildung 2.1: Schematische Darstellung immunpathogenetischer<br />
Zusammenhänge bei IBD, modifiziert nach GUILFORD (1996)..... 24<br />
Abbildung 2.2: Hypersensitivitätsreaktion vom Typ I im Gastrointestinaltrakt,<br />
modifiziert nach KUNISAWA und KIYONO (2010)......................... 27<br />
Abbildung 2.3: Funktionen von Mastzellen in gesunden Individuen, modifiziert nach<br />
BISCHOFF (2007).......................................................................... 35<br />
Abbildung 3.1: Schematische Darstellung des Zählgitters im Magen-Darm-Trakt . 58<br />
Abbildung 4.1: Horizontales Verteilungsmuster c-kit tragender Zellen/mm 2 aller<br />
Magendarmlokalisationen von Kontrollhunden............................... 63<br />
Abbildung 4.2: Vergleichende Darstellung c-kit tragender Zellen/mm 2 im gesamt<br />
Magendarmtrakt von Kontrollhunden unterschiedlichen Alters ...... 64<br />
Abbildung 4.3: Horizontales Verteilungsmuster c-kit tragender Zellen/mm 2 in den<br />
verschiedenen Magen-Darmabschnitten von Kontrollhunden<br />
unterschiedlichen Alters ................................................................. 65<br />
Abbildung 4.4: Vergleichende Darstellung c-kit tragender Zellen/mm 2 von<br />
Kontrollhunden unterschiedlichen Alters in den Zotten bzw. Krypten.<br />
....................................................................................................... 65<br />
Abbildung 4.5: Vertikales Verteilungsmuster c-kit tragender Zellen/mm 2 in den<br />
verschiedenen Magen-Darmabschnitten von Kontrollhunden<br />
unterschiedlichen Alters ................................................................. 66<br />
Abbildung 4.6: Horizontales Verteilungsmuster Immunglobulin E tragender<br />
Zellen/mm 2 aller Magen-Darmlokalisationen von Kontrollhunden .. 67<br />
Abbildung 4.7: Vergleichende Darstellung IgE tragender Zellen/mm 2 im gesamten<br />
Magendarmtrakt von Kontrollhunden unterschiedlichen Alters ...... 68<br />
Abbildung 4.8: Horizontales Verteilungsmuster IgE tragender Zellen/mm 2 in den<br />
verschiedenen Magen-Darmabschnitten von Kontrollhunden<br />
unterschiedlichen Alters ................................................................. 69<br />
Abbildung 4.9: Vergleichende Darstellung IgE tragender Zellen/mm 2 von<br />
Kontrollhunden unterschiedlichen Alters in den Zotten bzw. Krypten.<br />
....................................................................................................... 70<br />
Abbildung 4.10: Vertikales Verteilungsmuster IgE tragender Zellen/mm 2 in den<br />
verschiedenen Magen-Darmabschnitten von Kontrollhunden<br />
unterschiedlichen Alters ................................................................. 71<br />
Abbildung 4.11: Vergleichende Darstellung des Expressionsmusters von c-kit und<br />
IgE positiven Zellen/mm 2 in den verschiedenen Magen-<br />
Darmabschnitten bei Kontrollhunden ............................................. 72<br />
Abbildung 4.12: Vergleichende Darstellung des Expressionsmusters von c-kit und<br />
IgE positiven Zellen/mm 2 bei Kontrollhunden in den Zotten bzw.<br />
Krypten........................................................................................... 72<br />
Abbildung 4.13: Horizontales Verteilungsmuster c-kit tragender Zellen/mm 2 aller<br />
Magendarmlokalisationen von Hunden mit EGEK ......................... 74<br />
Abbildung 4.14: Vertikales Verteilungsmuster c-kit tragender Zellen/mm 2 aller<br />
Magendarmlokalisationen von Hunden mit EGEK ......................... 75
VI<br />
Abbildung 4.15: Kolonmukosa eines an eosinophiler Kolitis erkrankten Hundes<br />
(E4248/03) .................................................................................. 75<br />
Abbildung 4.16: Kolonmukosa eines Hundes mit EGEK (E 2739/00)................... 76<br />
Abbildung 4.17: Jejunummukosa eines an EGEK erkrankten Hundes (E2739/00) ..<br />
.................................................................................................... 77<br />
Abbildung 4.18: Jejunummukosa eines an EGEK erkrankten Hundes (E2739/00) ..<br />
.................................................................................................... 77<br />
Abbildung 4.19: Horizontales Verteilungsmuster IgE tragender Zellen/mm 2 aller<br />
Magendarmlokalisationen von Hunden mit EGEK ...................... 78<br />
Abbildung 4.20: Vertikales Verteilungsmuster IgE tragender Zellen/mm 2 aller<br />
Magendarmlokalisationen von Hunden mit EGEK ...................... 79<br />
Abbildung 4.21 : Ileummukosa eines an eosinophiler Enteritis erkrankten Hundes<br />
(E4656/02) .................................................................................. 80<br />
Abbildung 4.22: Jejunummukosa eines an EGE erkrankten Hundes (E 4166/00)....<br />
.................................................................................................... 81<br />
Abbildung 4.23: Jejunummukosa eines an EGE erkrankten Hundes, Detail<br />
(E4166/00) .................................................................................. 81<br />
Abbildung 4.24: Vergleichende Darstellung des Expressionsmusters von c-kit und<br />
IgE positiven Zellen/mm 2 in den verschiedenen Magen-<br />
Darmabschnitten von Hunden mit EGEK.................................... 82<br />
Abbildung 4.25: Vergleichende Darstellung des Expressionsmusters von c-kit und<br />
IgE positiven Zellen/mm 2 von Kontrollhunden in den Zotten bzw.<br />
Krypten ....................................................................................... 83<br />
Abbildung 4.26: Vergleichende Darstellung c-kit positiver Zellen/mm 2 der<br />
verschiedenen Magendarmabschnitte von Kontrollhunden und<br />
Hunden mit EGEK....................................................................... 85<br />
Abbildung 4.27: Vergleichende Darstellung IgE positiver Zellen/mm 2 der<br />
verschiedenen Magendarmabschnitte von Kontrollhunden und<br />
Hunden mit EGEK....................................................................... 86<br />
Abbildung 5.1: Mögliche sterische Behinderung der Antigen-Antikörper-Komplexe<br />
bei der Doppelfärbung von IgE und CD117 Epitopen ............... 101
VII<br />
Tabellenverzeichnis<br />
Tabelle 2.1: Differentialdiagnosen zur IBD des Hundes, modifiziert nach<br />
ALLENSPACH und GASCHEN (2003)................................................ 17<br />
Tabelle 2.3: präformierte und neugebildete Mastzellmediatoren; Schema modifiziert<br />
nach THIENEMANN (2006)................................................................. 37<br />
Tabelle 3.1: Übersicht über die histopathologischen Befunde bei an eosinophiler<br />
Gastroenterokolitis erkrankten Hunden ............................................... 47<br />
Tabelle 3.2: Kontrollhunde und deren klinische Diagnosen .................................... 47<br />
Tabelle 3.3 Histologisches Graduierungsschema nach JERGENS et al. (1992) ... 49<br />
Tabelle 3.4. Übersicht der verwendeten polyklonalen Primär- und<br />
Sekundärantikörper, des Detektionssystems bzw. der<br />
Verstärkungsreaktion........................................................................... 52<br />
Tabelle 9.1: Darstellung der c-kit positiven Zellen/mm 2 der jeweiligen Magen-Darm-<br />
Lokalisationen bei Kontrollhunden..................................................... 128<br />
Tabelle 9.2: Darstellung der IgE positiven Zellen/mm 2 der jeweiligen Magen-Darm-<br />
Lokalisationen bei Kontrollhunden..................................................... 130<br />
Tabelle 9.3: Darstellung der c-kit positiven Zellen/mm 2 sowie des<br />
histopathologischen Befundes der jeweiligen Magen-Darm-<br />
Lokalisationen bei an EGEK erkrankten Hunden .............................. 131<br />
Tabelle 9.4: Darstellung der IgE positiven Zellen/mm 2 sowie des<br />
histopathologischen Befundes der jeweiligen Magen-Darm-<br />
Lokalisationen bei an EGEK erkrankten Hunden .............................. 132
Einleitung 1<br />
1 Einleitung<br />
Die häufigste Ursache für persistierende bzw. rezidivierende gastrointestinale Symptome<br />
wie Vomitus und Diarrhö beim Hund stellen chronische idiopathische Darmentzündungen<br />
(engl.: inflammatory bowel disease, IBD) dar. Chronische idiopathische<br />
Enteropathien sind beschrieben für Mensch, Nager, Pferd, Hund und Katze. Die<br />
Ätiologie und Pathogenese dieses Erkrankungskomplexes sind trotz intensiver Forschungsbemühungen<br />
in Tier- und Humanmedizin weitestgehend ungeklärt. Als hypothetische<br />
Pathomechanismen werden in der Literatur genetische, immunologische<br />
und verschiedene Umweltfaktoren genannt, wobei die Hypothese der immunologischen<br />
Dysregulation mit Verlust der oralen Toleranz auf luminale Antigene als mögliche<br />
Pathogenese der IBD bevorzugt wird. Des Weiteren geht aus verschiedenen tierund<br />
humanmedizinischen Studien hervor, dass Mastzellen und ihre Mediatoren eine<br />
entscheidende Rolle bei der Entstehung von chronischen idiopathischen Darmerkrankungen<br />
spielen. Insbesondere bei der eosinophilen Gastroenterokolitis (EGEK),<br />
einer Erkrankungsform der IBD mit hauptsächlich eosinophilen Granulozyten im gemischtzelligen<br />
Entzündungszellinfiltrat, wird davon ausgegangen, dass Mastzellen<br />
die Entzündungsreaktion des Darmes koordinieren bzw. unterhalten. Untersuchungen<br />
zum Vorliegen einer eventuellen Hypersensitivitätsreaktion bei der EGEK des<br />
Hundes existieren bis dato nur vereinzelt.<br />
Ein Ziel dieser Arbeit war es, das Vorkommen von Mastzellen und Immunglobulin E<br />
als Haupteffektoren einer Überempfindlichkeitsreaktion vom Typ 1 im Magendarmtrakt<br />
von darmgesunden Hunden und an EGEK erkrankten Hunden immunhistochemisch<br />
zu untersuchen. Hierzu wurde neben einen polyklonalen Antikörper gegen<br />
Immunglobulin E erstmalig ein polyklonaler Antikörper gegen das Protoonkogen c-kit<br />
(CD117) zur Identifizierung der Mastzellen in der Tunica mucosa eingesetzt.<br />
Altersassoziierte Veränderungen am Darmimmunsystem von Hunden sind bis dato<br />
kaum untersucht worden. Die wenigen Studien, die sich mit der Immunoseneszenz<br />
im Gastrointestinaltrakt des Hundes beschäftigen, ergaben eine Abnahme an<br />
T-Lymphozyten, Makrophagen und eosinophilen Granulozyten im Alter, während die<br />
Anzahl an IgA positiven Plasmazellen mit fortschreitendem Alter ansteigt.
Einleitung 2<br />
Über altersassoziierte Veränderungen von IgE im kaninen Magendarmtrakt sind im<br />
einschlägigen Schrifttum bisher keine Erkenntnisse verfügbar und so war eine weiteres<br />
Ziel dieser Arbeit, das Vorkommen von Immunglobulin E positiven Zellen und<br />
c-kit positiven Mastzellen im Gastrointestinaltrakt von Hunden unterschiedlichen Alters<br />
mittels immunhistochemischer Methoden genauer zu beleuchten.<br />
.
Literaturübersicht 3<br />
2 Literaturübersicht<br />
2.1 Aufbau und Funktion des kaninen Gastrointestinaltraktes<br />
Der Gastrointestinaltrakt (GIT) des Hundes gliedert sich in Kopf-, Vorder-, Mittel- und<br />
Enddarm sowie in den Afterkanal. Der Kopfdarm besteht aus Mundhöhle und<br />
Schlundkopf, während der Vorderdarm sich in Speiseröhre und Magen unterteilt. Der<br />
Mitteldarm setzt sich aus dem dreiteiligen Dünndarm zusammen, bestehend aus<br />
Zwölffingerdarm (Duodenum), Leerdarm (Jejunum) und Hüftdarm (Ileum). Der Enddarm<br />
gliedert sich in Blinddarm (Caecum), Grimmdarm (Colon) und Mastdarm (Rectum).<br />
Es schließt sich der Afterkanal (Canalis analis) an, der mit dem After (Anus)<br />
nach außen mündet (NICKEL et al., 2004).<br />
Der histologische Aufbau des Magens sowie des Dünn- und Dickdarmes besteht in<br />
der Betrachtung vom Lumen nach außen aus der Darmschleimhaut (Tunica mucosa),<br />
der Muskelhaut (Tunica muscularis) und der Bindegewebshaut (Tunica adventitia)<br />
sowie aus dem Brust- bzw. Bauchfell (Tunica serosa) der jeweiligen Körperhöhle.<br />
Die Darmschleimhaut wiederum wird durch das einschichtige, hochprismatische Epithelium<br />
mucosae, die Lamina propria mucosae und die Lamina muscularis mucosae<br />
gebildet. Letztere Schicht trennt die Tunica mucosa von der Tela submucosa, die als<br />
Verschiebe- und Versorgungsschicht fungiert. Die Tunica muscularis gliedert sich in<br />
eine innere Zirkulär- und eine äußere Längsschicht (Stratum circulare bzw. longitudinale)<br />
aus glatten Muskelzellen. Die Muskelschichten bewirken durch peristaltische<br />
Kontraktionen die Durchmischung und den aboralen Transport der Nahrung. Die äußerste<br />
Schicht des GIT besteht aus lockerem Bindegewebe als Begrenzung zu anliegenden<br />
Geweben in zölomfreien Körperregionen bzw. aus einer Lamina propria<br />
serosae und einem einschichtigem Plattenepithel in Brust-, Bauch- und Beckenhöhle<br />
(LIEBICH, 2003).<br />
Der GIT dient der Aufnahme und mechanischen Zerkleinerung der Nahrung, der<br />
chemischen Aufschließung der Ingesta und Resorption der verdaulichen Nährstoffe<br />
sowie der Absorption von Wasser und Elektrolyten. Des Weiteren gewährleistet der
Literaturübersicht 4<br />
GIT den Weitertransport der Ingesta und schließlich die Ausscheidung unverdaulicher<br />
Bestandteile der Nahrung (STROMBECK, 1996; SANSONETTI, 2004; KAHN,<br />
2005). Die Darmschleimhaut ist für den Körper eine der Barrieren gegen äußere Einflüsse.<br />
Zusammen mit der intestinalen Mukosa stellt sie außerdem flächenmäßig das<br />
größte lymphatische Organ im Organismus dar (GEBBERS und LAISSUE, 1989;<br />
LIEBICH, 2003).<br />
2.1.1 Magen<br />
Hauptaufgabe des Magens stellt das Speichern sowie das Andauen der Nahrung<br />
mittels Pepsin und Salzsäure dar. Hunde besitzen einen einhöhligen Magen (sog.<br />
einfacher Magen), der mit einem einschichtigen Zylinderepithel ausgekleidet ist. Die<br />
drüsige Magenschleimhaut (Tunica mucosae gastrica) lässt sich histologisch unterteilen<br />
in Kardia-, Fundus-, und Pylorusdrüsenzone (NICKEL et al., 2004). Das einschichtige,<br />
hochprismatische Oberflächenepithel produziert einen hochviskösen<br />
Schleimfilm, welcher vor einer selbstverdauenden Einwirkung der Magensäure<br />
schützt. Die Schleimhaut bildet mit Teilen der Tunica submucosa Falten, sog. Plicae<br />
gastricae. Der Grund dieser Falten wird als Foveola gastrica bezeichnet. Von hieraus<br />
ziehen schlauchförmige Drüsen (je nach Region Kardia-, Fundus- oder Pylorusdrüsen)<br />
in die Tiefe der Magenschleimhaut bis in die Lamina propria mucosae. Die ringförmigen<br />
Kardiadrüsen am Mageneingang weisen eine stark geknäulte und verästelte<br />
Morphologie auf. Diese Drüsen bilden mithilfe von exokrinen Epithelzellen ein alkalisches,<br />
Lysozym haltiges, schleimiges Sekret. Die Fundusdrüsen sind lang gestreckt,<br />
liegen dicht nebeneinander und das Epithel weist in großer Zahl exokrine<br />
Haupt-, Neben- und Belegzellen auf. Die Hauptzellen bilden Pepsinogen, Lipase und<br />
Labfermente, während die Belegzellen Salzsäure und einen intrinsischen Faktor zur<br />
Absorption von Vitamin B 12 produzieren. Die Nebenzellen sezernieren einen sauren,<br />
Glykosamin-reichen Schleim, der zum Schutz des Epithels gegenüber Salzsäureeinwirkung<br />
beiträgt. Die Pylorusdrüsen am Magenausgang ähneln morphologisch den<br />
Kardiadrüsen. Sie geben ebenfalls ein Lysozym haltiges, schleimiges Sekret ab. Im<br />
Epithel der Pylorusdrüsen befinden sich endokrine G-Zellen, welche das Hormon<br />
Gastrin zur Stimulation der Belegzellen abgeben (LIEBICH, 2003).
Literaturübersicht 5<br />
Eine Besonderheit des Fleischfressermagens stellt das zweigeteilte Stratum<br />
subglandulare dar, welches in der Lamina propria mucosae zwischen den Magendrüsen<br />
und der Lamina muscularis mucosae liegt. Das Stratum subglandulare gliedert<br />
sich in ein luminal gelegenes, Lymphozyten- und Plasmazellreiches Stratum<br />
granulosum und ein äusseres, kollagenfaserreiches Stratum compactum (LIEBICH,<br />
2003).<br />
2.1.2 Dünndarm<br />
Der Dünndarm (Intestinum tenue) besteht aus den drei Abschnitten Zwölffingerdarm<br />
(Duodenum), Leerdarm (Jejunum) und Hüftdarm (Ileum), deren Wandaufbau dem<br />
des Magens entspricht. Funktionell dient der Dünndarm der Verdauung der Futterinhaltsstoffe,<br />
der Absorption von gespaltenen Nahrungsbestandteilen sowie dem aboralen<br />
Transport der Ingesta (STROMBECK, 1996; NICKEL et al., 2004). Die Lamina<br />
propria mucosae bildet lange, gestreckt verlaufende Ausstülpungen ins Darmlumen,<br />
die sog. Dünndarmzotten (Villi intestinales). Außerdem finden sich zwischen den einzelnen<br />
Zotten schlauchartige, gerade Einstülpungen in die Lamina propria mucosae,<br />
die sog. Darmdrüsen (Glandulae intestinales, Lieberkühn-Drüsen, Krypten). Die<br />
Darmzotten sind bedeckt von einem Epithel, welches ständig aus den Tiefen der<br />
Krypten durch Teilung von undifferenzierten Epithelzellen erneuert wird. Die in den<br />
Darmdrüsen nachgebildeten Epithelzellen schieben sich bis zur Zottenspitze hoch<br />
und ersetzen abgeschilferte Epithelzellen. Die Epithelzellen der Schleimhaut gliedern<br />
sich in hochprismatische Enterozyten und sekretorisch aktive Becherzellen. Die Enterozyten<br />
tragen einen Mikrovillisaum, der zur Vergrößerung der Resorptionsfläche<br />
von Nahrungspartikeln beiträgt. Die Becherzellen, deren Zahl von kranial nach kaudal<br />
in der Schleimhaut zunimmt, produzieren einen zytoprotektiven, glykoprotein- und<br />
glykolipidreichen Schleim, welcher die Darmschleimhaut vor Selbstverdauung und<br />
der Kolonisation von Mikroorganismen schützt. In den Drüsenschläuchen des vorderen<br />
Dünndarms finden sich zahlreiche endokrin aktive Zellen. Die von ihnen synthetisierten<br />
Stoffe hemmen bzw. stimulieren die Abgabe von Verdauungsenzymen sowie<br />
die Darmmotorik (LIEBICH, 2003).
Literaturübersicht 6<br />
2.1.2.1 Duodenum<br />
Das Duodenum reicht vom Magenausgang bis an die Plica duodenocolica und hat<br />
beim Hund je nach Rasse eine Länge von 0,2 bis 0,6 Meter (NICKEL et al. 2004).<br />
Dieser Dünndarmabschnitt weist am wenigsten Becherzellen auf und ist gekennzeichnet<br />
durch das Vorliegen von verzweigten Drüsen in der Tela submucosa (Brunner-Drüsen,<br />
Glandulae submucosae). Die Brunner-Drüsen erstrecken sich beim<br />
Hund über eine Länge von etwa 2 cm und geben ein alkalisches, glykoproteinreiches,<br />
schleimiges Sekret ab, welches die saure Mageningesta abpuffert und so ein<br />
optimales Arbeitsmilieu schafft für die intestinalen pankreatischen Enzyme<br />
(WEYRAUCH und SCHMOLLICH, 1998; LIEBICH, 2003).<br />
2.1.2.2 Jejunum<br />
Das Jejunum erstreckt sich von der Plica duodenocolica bis zur Plica ileocaecalis,<br />
und erreicht beim Hund eine Gesamtlänge von bis zu 4,2 Metern (NICKEL et al.<br />
2004). Die Darmzotten sind länger als im Duodenum und die Zahl der Becherzellen<br />
nimmt zu (LIEBICH, 2003).<br />
2.1.2.3 Ileum<br />
Das Ileum beginnt an der Plica ileocaecalis und endet am Ostium ileale, was gleichzeitig<br />
den Übergang in den Dickdarm darstellt (NICKEL et al. 2004). Gemessen an<br />
den anderen Dünndarmabschnitten sind die Darmzotten im Ileum am kürzesten. Die<br />
Anzahl der Becherzellen ist in diesem Abschnitt am größten. Kennzeichnend für das<br />
Ileum sind die Noduli lymphatici aggregati (Peyer-Platten) in der Tela submucosa. Oft<br />
ragen diese lymphatischen Einrichtungen kuppelartig in das Darmlumen hervor und<br />
verdrängen dabei die Dünndarmzotten (LIEBICH, 2003).<br />
2.1.3 Dickdarm und Afterkanal<br />
Der Dickdarm (Enddarm, Intestinum crassum) setzt sich aus Blinddarm (Caecum),<br />
Grimmdarm (Colon) und Mastdarm (Rectum) zusammen (NICKEL et al. 2004). Die<br />
Aufgabe des Dickdarms besteht darin, Wasser und Elektrolyte im Austausch gegen<br />
Kalium und Bikarbonat aus der Ingesta zu absorbieren sowie die vorübergehende<br />
Lagerung und Ausscheidung der Fäzes (SHERDING, 2003; STROMBECK, 1996).
Literaturübersicht 7<br />
Der Wandaufbau des Dickdarms entspricht dem des Magens und des Dünndarms.<br />
Die Oberfläche des Dickdarms weist keine Darmzotten auf. Das Epithel besteht aus<br />
Enterozyten mit einem Mikrovillisaum und vielen Becherzellen. Das Epithel wird<br />
ständig von den mitotisch aktiven Epithelzellen in den Tiefen der Krypten erneuert.<br />
Die Anzahl der Becherzellen im Dickdarm ist höher als die im Dünndarm, um die eingedickten<br />
Fäzes durch vermehrten Schleim gleitfähig zu machen und deren Ausscheidung<br />
zu erleichtern. Die Darmdrüsen des Dickdarms ziehen unverzweigt von<br />
der Lamina propria mucosae in die Tiefe und reichen bis zur Lamina muscularis mucosae<br />
(LIEBICH, 2003; WEYRAUCH und SCHMOLLICH, 1998; STROMBECK<br />
1996).<br />
2.1.3.1 Zäkum (Caecum)<br />
Das Zäkum beginnt am Ostium ileale und stellt ein blind endendes Divertikel dar.<br />
2.1.3.2 Kolon (Colon)<br />
Das Kolon lässt sich unterteilen in drei Abschnitte: Colon ascendens, Colon transversum<br />
und Colon descendens (NICKEL et al. 2004).<br />
2.1.3.3 Rektum (Rectum)<br />
Das Rektum schließt sich parallel zur Wirbelsäule verlaufend an das Colon descendens<br />
an und endet am Afterkanal (Canalis analis) in einer ampullenartigen Erweiterung<br />
(Ampulla recti) (NICKEL et al. 2004).<br />
2.1.3.4 Afterkanal (Canalis analis)<br />
Der Afterkanal (Canalis analis) stellt den letzten Abschnitt des Dickdarms dar und<br />
mündet mit dem After (Anus) nach außen. Der Afterkanal ist von einem mehrschichtigen<br />
Plattenepithel ausgekleidet und setzt sich kranial an der Linea anorectalis gegen<br />
die Schleimhaut des Rektums ab. Am After bildet die Linea anocutanea die<br />
Grenzlinie zwischen der drüsenlosen Schleimhaut des Afterkanals und der Haut des<br />
Afters (NICKEL et al. 2004).
Literaturübersicht 8<br />
2.2 Das Immunsystem des Darmes<br />
Neben den bereits oben besprochenen Funktionen Verdauung, Ingestatransport,<br />
Wasser- und Elektrolytaustausch sowie parakriner Hormonproduktion hat die Darmschleimhaut<br />
auch eine Barrierefunktion gegenüber schädlichen Einflüssen der Umwelt.<br />
Die Mukosa des Darmes schützt den Körper vor dem Eindringen von Futtermittelproteinen<br />
und Antigenen in Form von kommensalen sowie pathogenen Mikroorganismen<br />
(STROMBECK, 1996; SANSONETTI, 2004; JERGENS und WILLARD,<br />
2010). Es existieren drei Arten von Barrieren: physikalische, chemische und immunologische<br />
(JANEWAY et al., 2002; SANSONETTI, 2004). In der Regel können diese<br />
nur von enteropathogenen Mikroorganismen durchbrochen werden. Eine Begleiterscheinung<br />
hierbei ist eine Entzündungsreaktion mit Integritätsverlust des Epithels,<br />
hervorgerufen durch eine massive Stimulation der angeborenen Abwehrmechanismen.<br />
2.1.1 Physikalische Barrieren<br />
Die physikalische Barriere wird durch Enterozyten und ihre Basalmembran gebildet.<br />
Die Epithelzellen weisen feste Zell-Zell-Verbindungen auf, die sog. tight-junctions<br />
und sind mit einer für Wasser und Elektrolyte semipermeablen Basalmembran verbunden<br />
(STROMBECK, 1996; JANEWAY et al., 2002). Die hohe Mitoserate der Enterozyten<br />
garantiert einen schnellen Austausch von infizierten oder beschädigten<br />
Zellen. Des Weiteren befindet sich an der Oberfläche der Epithelzellen eine Glykokalix,<br />
die von enteropathogenen Mikroorganismen überwunden werden muss. Ausserdem<br />
verhindert der bakterizid wirkende Mukus eine Besiedlung mit Keimen auf der<br />
Oberfläche der Darmschleimhaut und die Peristaltik des Darmes sorgt für eine kurze<br />
Verweildauer sowie den Abtransport von Mikroorganismen (JANEWAY et al., 2002;<br />
LIEBICH, 2003; SANSONETTI, 2004). Kommensale Mikoorganismen stellen eine<br />
physikalische Barriere dar, indem sie mit pathogenen Mikroorganismen um den Lebensraum<br />
konkurrieren, bevor letztere die Darmschleimhaut besiedeln können.
Literaturübersicht 9<br />
2.2.2 Chemische Barrieren<br />
Als chemische Barrieren im Magendarmtrakt sind zum einen der saure Magensaft<br />
und zum anderen die von Leber, Pankreas und Darm produzierten Verdauungsenzyme<br />
anzusehen. Diese bewerkstelligen eine Spaltung der Eiweiße und sorgen dafür,<br />
dass kaum intakte Antigene mit der Darmschleimhaut in Berührung kommen<br />
(ALLENSPACH und GASCHEN, 2003). Einige Epithelzellen produzieren zusätzlich<br />
bakterizide Stoffe wie Lysozym und β-Defensin (JANEWAY et al., 2002;<br />
SANSONETTI, 2004).<br />
2.2.3 Immunologische Barrieren<br />
Bei den immunologischen Barrieren untescheidet man eine angeborene und eine<br />
erworbene Immunreaktion. Das Darmimmunsystem ist ständig verschiedensten Antigenen<br />
ausgesetzt und ist dabei in der Lage zwischen invasiven Pathogenen und unschädlichen<br />
Antigenen aus Futter und kommensaler Flora zu unterscheiden<br />
(RAMIRO-PUIG et al., 2008).<br />
Die angeborene oder unspezifische Immunantwort stellt die unspezifische Interaktion<br />
von verschiedenen Immunzellen mit intraluminalen Antigenen und pathogenen<br />
Mikroorganismen dar. Im Falle einer bakteriellen Kolonisation oder Invasion werden<br />
durch ein Zusammenspiel von Epithelzellen und dendritischen Zellen proinflammatorische<br />
Zytokine als Reaktion auf die Antigene und Pathogene produziert<br />
(SANSONETTI, 2004). Verschiedene Rezeptoren an der Oberfläche der Epithelzellen<br />
erkennen Mikroorganismen anhand deren pathogen-assoziierten molekularen<br />
Muster (PAMPs) wie Lipolysaccharide (LPS), Proteoglykane, Flagellin und CpGenthaltende<br />
unmethylierte DNA. Rezeptoren die leztere erkennen sind unter anderem<br />
Glykan-, NOD- und verschiedene Toll-like Rezeptoren (TLR). Die Aktivierung der<br />
Rezeptoren wiederum erfolgt durch Expression pro-inflammatorischer Zytokine in<br />
den Epithelzellen (CAVE, 2003; SANSONETTI, 2004). Des Weiteren produzieren<br />
Plasmazellen in der Lamina propria sekretorisches Immunglobulin A (sIgA), welches<br />
an der Schleimhautoberfläche Toxine, Viren, Haptene und andere Antigene bindet<br />
sowie neutralisiert und dadurch ein Eindringen von Mikroorganismen in die Darmwand<br />
verhindert (BRANDTZAEG, 1995; JANEWAY et al., 2002). Außerdem sorgt
Literaturübersicht 10<br />
eine Freisetzung von Interleukin 8 (IL-8) für die Rekrutierung von neutrophilen Granulozyten,<br />
die daraufhin ins Darmlumen auswandern, um ihre antibakterielle Funktion<br />
auszuüben (SANSONETTI, 2004). Makrophagen sowie natürliche Killerzellen<br />
(NK-Zellen) sind weitere Immunzellen, die bei der unspezifischen Immunabwehr eine<br />
Rolle spielen. Sie erkennen und eliminieren Antigene durch Phagozytose oder Apoptose<br />
und rekrutieren weitere Immunzellen durch Chemotaxis (JANEWAY et al.,<br />
2002).<br />
Das erworbene oder spezifische Immunsystem wird von dem sogenannten Darmassoziierten<br />
lymphatischen Gewebe (gut-associated lymphoid tissue, GALT) dargestellt.<br />
Das GALT stellt die größte Ansammlung lymphatischen Gewebes des Körpers<br />
dar und ist in der Lage, unabhängig vom systemischen Immunsystem zu agieren<br />
(DOE, 1989; GEBBERS und LAISSUE, 1989; ELWOOD und GARDEN, 1999;<br />
ALLENSPACH und GASCHEN, 2003). Es setzt sich sowohl aus aggregierten<br />
lymphatischen Geweben wie Peyerschen Platten, Mesenteriallymphknoten und<br />
einzelnen Lymphknötchen, welche den afferenten, induktiven Teil der Immunabwehr<br />
bilden, als auch aus nicht aggregierten lymphatischen Zellen zusammen. Letztere<br />
stellen den efferenten Teil der zellulären Immunantwort dar und bestehen aus diffus<br />
in Lamina propria und Tunica submucosa eingelagerten Lymphozyten, Plasmazellen,<br />
Mastzellen, dendritischen Zellen sowie neutrophilen und eosinophilen Granulozyten<br />
(JAMES, 1993; STOKES und WALY, 2006; RAMIRO-PUIG et al., 2008). Außerdem<br />
finden sich einzelne, in den tight-junctions der Enterozyten gelegene intraepitheliale<br />
Lymphozyten (IEL), welche beim Hund aus einer heterogenen Population von T-<br />
Lymphozyten bestehen (GERMAN et al., 1999b). Von den aggregierten lymphatischen<br />
Einrichtungen ist den Peyerschen Platten die größte Bedeutung bei zu messen<br />
(RAMIRO-PUIG et al., 2008) Das lymphatische Gewebe dieser kuppelartigen<br />
Einrichtungen ist lumenwärts durch eine einschichtige Zellreihe an Follikelassoziiertem<br />
Epithel (FAE) abgedeckt. Letzteres wird sowohl von Epithelzellen und<br />
Becherzellen als auch von IEL’s und sog. M-Zellen gebildet. Die M-Zellen tragen keine<br />
Glykokalix auf ihrer Oberfläche und bewerkstelligen die Aufnahme von Antigenen<br />
aus dem Darmlumen. Die so aufgenommenen Antigene regen in der sog. Domregion<br />
der Peyerschen Platten die Antigen präsentierenden Zellen (antigen presenting cells,
Literaturübersicht 11<br />
APC) an, wodurch wiederum T-Lymphozyten aktiviert werden. Ausserdem wird durch<br />
eine sekundäre Zellaktivierung die Produktion von Antigen-spezifischen IgA-<br />
Antikörpern angekurbelt (SANSONETTI, 2004; RAMIRO-PUIG et al., 2008).<br />
2.2.4 Orale Toleranz<br />
Die orale Toleranz ist als Teil der erworbenen Immunantwort anzusehen. In einem<br />
gesunden Magen-Darm-Trakt ist das GALT in der Lage zwischen invasiven Pathogenen<br />
und unschädlichen, z. B. aus dem Futter stammenden Antigenen sowie kommensaler<br />
Flora zu unterscheiden. Diese sogenannte orale oder mukosale Toleranz<br />
gegenüber harmlosen Antigenen wird zum Großteil von suppressorischen T-Zellen<br />
erwirkt. Es besteht allerdings ein schmaler Grad zwischen Sensitivität und Toleranz<br />
des Darmimmunsystems. Einerseits ist eine effektive Immunantwort zur Elimination<br />
von Pathogenen verlangt, andererseits soll eine Schädigung des Darms durch eine<br />
inadäquate Immunantwort gegen harmlose Antigene vermieden werden<br />
(GUILFORD, 1996; RAMIRO-PUIG et al., 2008).<br />
In der gesunden Darmmukosa reagiert das GALT auf Antigene mit einer primären,<br />
entzündungsfördernden, von T-Helfer-Zellen Typ1 (Th 1 ) dominierten Immunantwort<br />
und einer sekundären, entzündungshemmenden, von T-Helfer-Zellen Typ 2 (Th 2 )<br />
dominierten Immunantwort. Eine besondere Bedeutung ist den ortsständigen T-<br />
Lymphozyten beizumessen, welche ein überwiegend entzündungshemmendes und<br />
immunsuppressives Th2- und Th3- Zytokinspektrum sezernieren und gleichzeitig die<br />
Th1-Antwort kontrollieren. Dabei spielen v.a. Interleukin 10 (IL-10), Interleukin 13 (IL-<br />
13) und Transforming Growth-Factor β (TGF-β) eine wichtige Rolle (ALLENSPACH<br />
und GASCHEN, 2003; CAVE, 2003). Des Weiteren werden auf den APCs der gesunden<br />
Darmmukosa durch das Fehlen von proinflammatorischen Zytokinen keine<br />
kostimulierenden Rezeptoren (CD80 und CD86) exprimiert (CAVE, 2003). Dies führt<br />
zu Anergie der Lymphozyten, die mit den APC interagieren, d.h. die Lymphozyten<br />
reagieren sogar bei idealer Stimulation nicht mehr auf das Antigen der APCs<br />
(ELWOOD und GARDEN, 1999; JANEWAY et al., 2002). Diese Kombination aus<br />
Immunmodulation und Anergie bewirkt die einzigartige Akzeptanz des GALTs gegenüber<br />
kommensaler Flora und unschädlichen Nahrungsantigenen. Liegt aber eine
Literaturübersicht 12<br />
Schädigung der mukosalen Barriere vor, so werden die oralen Toleranzmechanismen<br />
beeinträchtigt. Ein erhöhter Antigeneinstrom in die Lamina propria ist die Folge<br />
und bewirkt eine gesteigerte Th 1 -Immunantwort. Proinflammatorische Zytokine wie<br />
Interleukin 12 (IL-12), Interferon γ (INF-γ) und Tumor-Nekose-Faktor α (TNF-α) nehmen<br />
Überhand, wodurch eine Expression von kostimulatorischen Rezeptoren induziert<br />
wird. Hierdurch erfolgt eine massive klonale Expansion von B- und<br />
T-Lymphozyten sowie ein Isotypenswitch der Plasmazellen, was wiederum eine vermehrte<br />
Freisetzung von Immunglobulinen des Types IgM, IgG oder IgE zur Folge hat<br />
(JANEWAY et al., 2002). Die bereits verletzte Mukosa nimmt weiteren Schaden, und<br />
nicht selten ensteht hieraus ein sich selbst unterhaltender Prozess (ALLENSPACH<br />
und GASCHEN, 2003).<br />
2.2.5 Vertikale und horizontale Verteilung von Immunzellen in der<br />
Lamina propria mucosae<br />
Aus den wenigen früheren Arbeiten zum Verteilungsmuster der nicht aggregierten<br />
lymphatischen Zellen in der Lamina propria von gesunden Hunden geht hervor, dass<br />
die Dichte der T-Lymphozyten zur Zottenspitze hin zu nimmt, wohingegen die Anzahl<br />
der Plasmazellen im Kryptbereich höher ist als in der Zotte (ELWOOD et al., 1997;<br />
GERMAN et al., 1999a; KLEINSCHMIDT et al., 2008). Die Ursache dieser Verteilung<br />
ist unklar. Bei den T-Lymphozyten der Lamina propria sind, wie auch bei Mensch und<br />
anderen Tierspezies beschrieben, die CD4-positiven Zellen deutlich in der Überzahl<br />
(JERGENS et al., 1996; ELWOOD et al., 1997; GERMAN et al., 1999a;<br />
KLEINSCHMIDT et al., 2008). Das heißt dass der überwiegende Teil der<br />
T-Zellpopulation aus T-Helfer-Zellen besteht. Da die sich an der Zottenbasis und im<br />
Kryptbereich befindlichen B-Zellen T-Lymphozyten vom Th 2 -Typ zur Stimulation benötigen,<br />
gehen ELWOOD et al. (1997) davon aus, dass die T-Helfer-Zellpopulation<br />
an der Zottenbasis bzw. im Kryptbereich aus Th 2 -Zellen besteht, während es sich bei<br />
den T-Zellen an der Zottenspitze eher um Th 1 -Zellen handelt. ELWOOD et al. (1997)<br />
vermuten dass eine schwerpunktmäßige Verteilung der T-Zellen (CD3 positiv) zur<br />
Zottenspitze hin mit einer erhöhten Exposition gegenüber Antigenen in diesem Bereich<br />
zusammenhängt. Letzteres würde ebenfalls zu der Annahme passen, dass sich
Literaturübersicht 13<br />
in der Lamina propria der Zottenspitze vermehrt proinflammatorische Th 1 -Zellen aufhalten<br />
(GERMAN et al., 1999a). Ein Großteil der B- und T-Lymphozyten ist in der<br />
Lage ein sog. Homing durchzuführen. Dabei kommt es in aggregierten Lymphgeweben<br />
wie z.B. den Peyerschen Platten, zur Aktivierung der Immunzellen durch Antigen<br />
präsentierende Zellen (APCs), woraufhin die B- und T-Lymphozyten sich in den Mesenteriallymphknoten<br />
vermehren und über den Ductus thoracicus in die Blutbahn<br />
gelangen. Im Anschluss migrieren sie als ausgereifte T- und B- Gedächtniszellen<br />
mithilfe sog. Homingrezeptoren wieder zurück in die Darmmukosa, wo sie als Effektorzellen<br />
Antikörper produzieren oder gezielt infizierte Zellen töten (JAMES, 1993;<br />
ELWOOD und GARDEN, 1999).<br />
Sowohl im Dünn- als auch im Dickdarm sind am häufigsten Immunglobulin A (IgA)<br />
produzierende T-Zellen an zu treffen, gefolgt von IgM und IgG (HART, 1979;<br />
JERGENS et al., 1999; GERMAN et al., 1999a; KLEINSCHMIDT et al., 2008).<br />
Die Anzahl an Plasmazellen, B- sowie T-Lymphozyten schwankt bei gesunden Hunden<br />
sowohl von Tier zu Tier als auch zwischen den einzelnen Abschnitten des Magen-Darm-Traktes.<br />
Die Plasmazellen im Darm des Hundes zeigen eine horizontale<br />
Abnahme vom Duodenum zum Ileum sowie eine vertikale Verteilung zugunsten der<br />
Krypten (JERGENS et al., 1998; GERMAN et al., 1999a; KLEINSCHMIDT et al.,<br />
2008). In Studien von GERMAN et al. (1999) sowie von KLEINSCHMIDT et al.<br />
(2007) wird eine signifikante Abnahme der IgA-, IgG- und IgM-positiven Plasmazellen<br />
vom Duodenum zum Ileum beschrieben, wohingegen die Anzahl der Plasmazellen<br />
im Kolon wiederum gleiche Werte erreicht wie im Duodenum. IgA- und IgM-positive<br />
Immunzellen sind häufig in kleinen Ansammlungen zwischen den Drüsenschläuchen<br />
anzutreffen und IgG-positive Zellen findet man eher diffus verteilt in der Lamina<br />
propria (GERMAN et al., 1999a; KLEINSCHMIDT et al., 2008). IgE-tragende Zellen<br />
wurden bei GERMAN et al. (1999a) vermehrt in der supepithelialen Lamina propria<br />
sowie in der Tunica muscularis nachgewiesen. Die Verteilung der Mastzellen weist<br />
keine Unterschiede zwischen den einzelnen Darmabschnitten auf (SPINATO et al.,<br />
1990; GERMANet al., 1999a; NOVIANA et al., 2004; KLEINSCHMIDT et al., 2008).<br />
Bei einer vertikalen Betrachtung des Magendarmtraktes befindet sich die Mehrheit<br />
der Mastzellen in der subepithelialen Schleimhaut und in den Muskelschichten des
Literaturübersicht 14<br />
Darmes (GERMAN et al.,1999a; KLEINSCHMIDT et al., 2008). Die Verteilung der<br />
eosinophilen Granulozyten folgt dem gleichen Muster wie dem der Mastzellen.<br />
(GERMAN et al., 1999a)<br />
2.2.6 Alters-assoziierte Veränderungen des GALTs<br />
Alters-assoziierte Veränderungen am Darmimmunsytem sind in der einschlägigen<br />
Literatur kaum dargestellt worden. Die wenige Arbeiten, die sich mit der Seneszenz<br />
des Darmimmunsystems von Mensch und Nager befassen, beschreiben sowohl altersbedingte<br />
Unterschiede bei der Antigenverarbeitung, als auch beim IgA-<br />
Immunzellhoming und der lokalen IgA-Antikörperproduktion. So fanden KAWANISHI<br />
und KIELY (1989) heraus, dass das Gewicht der Peyerschen Platten sowie die Anzahl<br />
der in den Peyerschen Platten befindlichen Lymphozyten bei Mäusen mit zunehmendem<br />
Alter abnimmt. Darüberhinaus berichten die Autoren in einer anderen<br />
Studie über eine Abnahme von CD8-positiven T-Zellen in Peyerschen Platten von<br />
alten Mäusen (KAWANISHI und KIELY, 1987). SCHMUCKER et al. (1988) konnten<br />
hingegen bei Ratten weder beim Gewicht der Peyerschen Platten noch bei der Anzahl<br />
der in den Peyerschen Platten befindlichen Lymphozyten altersabhängige Veränderungen<br />
feststellen. Es wird angenommen, dass ein reduziertes Homing von IgA-<br />
Immunoblasten aus dem GALT in die Mesenteriallymphknoten eine wichtige Rolle<br />
spielt bei der Alterung des Darmimmunsystems (SCHMUCKER et al., 2003). Die<br />
Zahl der IgA-positiven Zellen in den Peyerschen Platten ist bei alten Ratten 2,5 x höher<br />
als bei jungen geschlechtsreifen Ratten (DANIELS et al., 1993), wohingegen die<br />
Zahl der IgA-Plasmazellen in der Lamina propria bei alten Ratten um 60% veringert<br />
ist im Vergleich zu jungen adulten Tieren (SCHMUCKER et al., 1988). Außerdem<br />
wurde eine geringere Expression des am Homing beteiligten Integrins α4b7 und des<br />
Adhäsionsmolekül MadCAM-1 bei alten Ratten vorgefunden (SCHMUCKER et al.,<br />
2003; OGINO et al., 2004). Letzteres unterstreicht die Anahme, dass die Seneszenz<br />
des Darmimmunsystems mit einem reduzierten Homing-Potenzial einher geht<br />
(SCHMUCKER et al., 2003). Auch die Antikörpersekretion unterliegt einer altersassoziierten<br />
Abnahme (SCHMUCKER et al., 2001), wobei nicht die Sekretionsleistung<br />
pro Zelle abnimmt, sondern die Zahl an sezernierenden Zellen sich reduziert
Literaturübersicht 15<br />
(SCHMUCKER et al., 2003). DUNLOP et al. (2004) beschreiben zudem eine Reduktion<br />
der Mastzellen und T-Zellen in der Lamina propria des Kolons von alten Menschen.<br />
Die sich mit Alterungsprozessen am Immunsystem des Hundes auseinandersetzenden<br />
Studien befassen sich zum Großteil mit Parametern des Blutes und des Speichels.<br />
Im Blut des alternden Hundes nimmt die Population an Lymphozyten zunehmend<br />
ab (KEARNS et al., 1999). Des Weiteren nimmt die T-Zellpopulation im Serum<br />
von alten Hunden ab, wobei sich das Verhältnis zwischen Th 1 und Th 2 Zellen zugunsten<br />
der T-Helferzellen vom Typ 1 verschiebt (STRASSER et al., 2000;<br />
HORIUCHI et al., 2007). Die Konzentration an Serum-IgA steigt bei alten Hunden an,<br />
während die Konzentrationen an IgG und IgM unverändert bleiben (STRASSER et<br />
al., 2000; HOGENESCH et al., 2004; BLOUNT et al., 2005). Die absolute Zahl an<br />
Makrophagen und Granulozyten im Blut von Hunden nimmt ebenfalls mit zunehmendem<br />
Alter ab.<br />
Es gibt nur vereinzelte Studien über Altersveränderungen am kaninen Gastrointestinaltrakt.<br />
Aus einer Arbeit von KLEINSCHMIDT et al. (2008) geht hervor, dass - ähnlich<br />
wie im Blut - sowohl CD3+ T-Zellen als auch Makrophagen mit zunehmendem<br />
Alter abnehmen, wohingegen IgA+ Plasmazellen im Alter zunehmen. Dieselbe Studie<br />
zeigte, dass die Anzahl an Mastzellen in verschiedenen Darmabschnitten sich zwischen<br />
jungen und alten Hunden nicht unterscheidet. Eine Studie von BAUM et al.<br />
(2007) offenbarte unter Verwendung des Proliferationsmarkers Ki67 eine reduzierte<br />
Proliferationsrate von Darmepithelzellen mit zunehmendem Alter. GERMAN et al.<br />
(2001) beschreiben in einer Studie an Hunden mit Enteropathien eine Abnahme der<br />
eosinophilen Granulozyten im Alter, während die absolute Immunzelldichte unverändert<br />
bleibt.
Literaturübersicht 16<br />
2.3 Chronische idiopathische Darmentzündungen des<br />
Hundes<br />
2.3.1 Definition, klinisches Erscheinungsbild und<br />
Differentialdiagnosen<br />
Eine chronische idiopathische Darmentzündung, im englischen auch inflammatory<br />
bowel disease (IBD) genannt, ist gekennzeichnet durch ein persistierendes oder rezidivierendes<br />
Auftreten von gastrointestinalen Symptomen über einen Zeitraum von<br />
mehr als 3 Wochen. Beim Menschen wurde eine Form der IBD, die ulzerative Kolitis,<br />
erstmals 1859 in England beschrieben. Mehr als hundert Jahre später tauchten die<br />
erste Fallberichte über eine ähnliche Erkrankung bei Boxer Hunden auf (TAMS,<br />
2003). Nach dem heutigen Wissensstand treten chronische idiopathische Darmentzündungen,<br />
ausser bei Mensch und Hund bei Katzen, Pferden und Mäusen auf. Neben<br />
einer erhöhten Entzündungszellinfiltration können auch strukturelle Veränderungen<br />
der Mukosa auftreten.<br />
IBD ist bei Hunden die häufigste Ursache für chronischen Vomitus und Diarrhö, wobei<br />
die Durchfallsymptomatik im Vordergrund steht (JERGENS et al., 1992;<br />
GUILFORD, 1996; TAMS, 2003). Die klinischen Symptome wie Erbrechen, Durchfall,<br />
Malabsorption, Anorexie, Gewichtsverlust, abdominaler Schmerz, Lethargie, Exsikkose,<br />
Flatulenz und Borborygmus variieren von Tier zu Tier und können sowohl persistent<br />
als auch intermittierend auftreten. Die gastrointestinale Symptomatik wir durch<br />
eine gesteigerte Ausschüttung von Entzündungsmediatoren verursacht, was wiederum<br />
Auswirkungen auf die Darmmotilität, die Nährstoffabsorption, die Mukosapermeabilität<br />
und das Brechzentrum hat (JERGENS et al., 1992; GUILFORD, 1996;<br />
TAMS, 2003).<br />
Definitionsgemäß handelt es sich bei IBD um einen idopathischen Krankheitskomplex,<br />
da nach wie vor keine definitive Ursache ermittelt werden konnte. Umso wichtiger<br />
ist der Ausschluss aller möglichen Differentialdiagnosen. Im Rahmen der Ausschlussdiagnostik<br />
sind eine ausführliche Anamnese, eine umfangreiche klinische Untersuchung<br />
sowie verschiedene Labortests unumgänglich. Um endgültig die Diagno-
Literaturübersicht 17<br />
se IBD stellen zu können, ist zudem eine histologische Untersuchung von endoskopisch<br />
oder laparatomisch entnommenen gastrointestinalen Bioptaten obligatorisch<br />
(JERGENS et al., 1992; GUILFORD, 1996; TAMS, 2003).<br />
Tabelle 2.1: Differentialdiagnosen zur IBD des Hundes, modifiziert nach ALLENSPACH und<br />
GASCHEN (2003)<br />
Diätetisch<br />
Infektiös<br />
Neoplastisch<br />
Dünndarm<br />
• Futtermittelintoleranz<br />
• Laktoseintoleranz<br />
• Futtermittelallergie<br />
Bakteriell<br />
• Campylobacter<br />
• Salmonellen<br />
• Clostridien<br />
• Intestinale bakterielle Überwucherung<br />
Parasitär<br />
• Ancylostoma caninum<br />
• Giardia<br />
• Coccidia (vor allem Jungtiere)<br />
• Malignes Lymphom<br />
• Mastzelltumor<br />
• Gastrinom<br />
Dickdarm<br />
• Futtermittelintoleranz<br />
• Futtermittelallergie<br />
Parasitär<br />
• Trichuris vulpis<br />
• Giardia sp.<br />
• Malignes Lymphom<br />
• Adenokarzinom<br />
Andere • Exokrine Pankreasinsuffizienz<br />
2.3.2 Klassifikation der Inflammatory Bowel Disease Formen<br />
Eine Einteilung der chronischen idiopathischen Darmentzündungen erfolgt anhand<br />
des vorherrschenden Entzündungszellinfiltrats und der betroffenen Darmlokalisation<br />
(JERGENS et al., 1992; GUILFORD, 1996; TAMS, 2003). Beim Hund ist der Dickdarm<br />
etwas häufiger betroffen als der restliche Magen-Darm-Trakt (JERGENS et al.,<br />
1992). Bei der kaninen IBD unterscheidet man zwischen lympho-plasmazellulärer<br />
Enteritis, lympho-plasmazellulärer Kolitis, eosinophiler Gastroentritis, eosinophiler<br />
Kolitis, histiozytärer ulzerativer Kolitis, granulomatöser Enterokolitis sowie verschiedenen<br />
rassespezifischen Darmerkrankungen. Nicht immer ist eine eindeutige Klassifizierung<br />
des Krankheitsgeschehens möglich, da Überschneidungen zwischen den
Literaturübersicht 18<br />
unterschiedlichen IBD Formen vorkommen (JERGENS et al., 1992; GUILFORD,<br />
1996).<br />
2.3.2.1 Lympho-plasmazelluläre Enteritis/ Kolitis/ Enterokolitis<br />
Die lympho-plasmazelluläre Enteritis (LPE), die lympho-plasmazelluläre Kolitis (LPK)<br />
und die lympho-plasmazelluläre Enterokolitis (LPEK) stellen die am häufigsten vorkommenden<br />
Formen der kaninen IBD dar (JERGENS et al., 1992; GUILFORD, 1996;<br />
JERGENS, 1999; CRAVEN et al., 2004). Wie bei den übrigen IBD Formen erkranken<br />
Hündinnen und Rüden gleichermaßen häufig. Obwohl Tiere jeden Alters erkranken<br />
können, sind von der LPE oft Hunde mittleren und hohen Alters betroffen, während<br />
junge bis mittelalte Tiere häufiger an LPK erkranken (JERGENS et al., 1992). Eine<br />
Rassedisposition wurde beim Deutschen Schäferhund, beim Shar Pei und beim Boxer<br />
festgestellt. Betroffene Tiere zeigen Vomitus und/oder Diarrhö, bei der LPK zumeist<br />
nur Durchfall. Das pathohistologische Bild ist gekennzeichnet durch eine erhöhte<br />
Anzahl von Lymphozyten und Plasmazellen in der Lamina propria des<br />
Gastrointestinaltraktes mit einer verstärkten Infiltration in den Zotten (JACOBS et al.,<br />
1990; JERGENS, 1999). Je nach Schwere der Erkrankung tritt abgeflachtes Oberflächenepithel<br />
auf und es kann zu Fusion und Verkürzungen der Darmzotten kommen<br />
(JACOBS et al., 1990). Die Kryptarchitektur ist bei mittelschweren bis schweren<br />
Krankheitsverläufen meist auch verändert: neben Ödematisierung der Lamina<br />
propria, Epithelunreife bzw. Epithelnekrosen und Lymphangiektasien, treten auch<br />
fokale Erosionen mit neutrophilen Granulozyten auf (JERGENS et al., 1992). Als<br />
wichtigste Differentialdiagnosen sind neoplastische Prozesse, immunvermittelte Erkrankungen<br />
sowie infektiöse Ursachen auszuschliessen (siehe auch Tabelle 2.1)<br />
(GUILFORD, 1996; ALLENSPACH and GASCHEN, 2003; TAMS, 2003). Einige Autoren<br />
weisen darauf hin, dass eine lympho-plasmazelluläre Darmentzündung die<br />
Vorstufe zu einem diffusen malignen intestinalen Lymphom darstellt und Fehldiagnosen<br />
keine Seltenheit sind (JACOBS et al., 1990; TAMS, 2003).
Literaturübersicht 19<br />
2.3.2.2 Eosinophile Gastroenteritis/ Enteritis/ Enterokolitis und Kolitis<br />
Die eosinophile Gastroenteritis (EGE), Enteritis (EE), Enterokolitis (EEK) und Kolitis<br />
(EK) stellen den zweithäufigsten IBD-Komplex dar. Die Tiere erkranken meist in einem<br />
Alter von bis zu 5 Jahren, wobei eine Geschlechtsdisposition nicht bekannt ist<br />
(JERGENS et al., 1992; TAMS, 2003). Es wurde ein gehäuftes Auftreten der eosinophilen<br />
IBD-Form bei Rottweilern und Deutschen Schäferhunden beobachtet (VAN<br />
DER GAAG, 1988). Bei einem Teil der betroffenen Hunde liegt eine Bluteosinophilie<br />
vor. Histopathologisch wird ein überwiegend von eosinophilen Granulozyten dominiertes<br />
Enzündungszellinfiltrat in einer oder mehreren Darmschichten festgestellt. Bei<br />
schweren Krankeitsverläufen sind mukosale Atrophie sowie Zottenatrophie keine<br />
Seltenheit. Es können ein oder mehrere Darmabschnitte betroffen sein, wobei beim<br />
Hund die eosinophile Gastroenteritis die häufigste Form darstellt (JERGENS et al.,<br />
1992; GUILFORD, 1996; GERMAN et al., 2003; TAMS, 2003). Differentialdiagnostisch<br />
ist die EGE/ EE/ EEK und die EK von eosinophilen Entzündungen des Gastrointestinaltraktes<br />
anderer Ursache abzugrenzen. Neben parasitären Erkrankungen und<br />
Mastzelltumore sind ebenfalls Futtermittelintoleranzen und Futtermittelallergien in<br />
Betracht zu ziehen. Wie bei einer allergischen Reaktion auf Futtermittel oder Parasiten<br />
spielen bei der eosinophilen IBD vermutlich Hypersensitivitätsreaktionen eine<br />
entscheidende Rolle. Im Gegensatz zu einer Futtermittelallergie oder einer parasitären<br />
Erkrankung tritt aber durch eine Eliminationsdiät bzw. eine antiparasitäre Behandlung<br />
im Falle einer IBD Erkrankung keine Besserung auf (GUILFORD, 1996;<br />
GERMAN et al., 2003). Die Annahme, dass der Pathomechanismus der eosinophilen<br />
IBD und der therapierbaren allergischen Reaktionen der gleiche ist, unterstreicht die<br />
Notwendigkeit einer umfangreichen klinischen Diagnostik dieser Fälle.<br />
2.3.2.3 Eosinophile granulomatöse Enteritis und Kolitis<br />
Im Vergleich zu den oben beschriebenen IBD Formen treten die eosinophilen granulomatösen<br />
Darmentzündungen selten auf. Es besteht ein gehäuftes Auftreten beim<br />
Rottweiler und es erkranken fast ausschließlich Hunde jüngeren Alters. Erkrankte<br />
Tiere zeigen Erbrechen mit oder ohne Durchfall, klinisch kann eine Bluteosinophilie<br />
vorliegen (GUILFORD, 1996). Ultrasonografisch und endoskopisch lassen sich Gra-
Literaturübersicht 20<br />
nulome in Form von fokalen Verdickungen der Mukosa feststellen. Als mögliche<br />
Komplikation kommt es nicht selten zu einer transmuralen Ausbreitung der Granulome<br />
mit konsekutiver Obstruktion des Darmlumens (RODRÍGUEZ et al., 1995;<br />
GUILFORD, 1996). Histologisch lassen sich teilweise ulzerierte Granulome mit eosinophilen<br />
Granulozyten beobachten. Die Abgrenzung zu einem neoplastischen Geschehen<br />
kann schwierig sein. Weitere Differentialdiagnosen sind Infektionen mit Nematoden<br />
bei Larva migrans und Phykomykose (VAN DER GAAG und VAN DER<br />
LINDE-SIPMAN, 1987; GUILFORD, 1996).<br />
2.3.2.4 Granulomatöse Enteritis, Kolitis und Enterokolitis<br />
Granulomatöse Entzündungen des Gastrointestinaltraktes kommen beim Hund selten<br />
vor. Wichtigstes histologisches Kennzeichen ist die Infiltration der Lamina propria<br />
mit PAS-negativen Makrophagen (im Gegensatz zur histiozytären ulzerativen Kolitis)<br />
(GUILFORD, 1996; BROWN, 2007). Zu beachtende Differentialdiagnosen sind Neoplasien,<br />
parasitäre Granulome, Phykomykose oder intestinale Tuberkulose<br />
(GUILFORD, 1996).<br />
2.3.2.5 Transmurale granulomatöse Enterokolitis<br />
Eine Sonderform der granulomatösen Form der IBD stellt die transmurale granulomatöse<br />
Enterokolitis (regionale Enteritis) dar, die im Darm segmental und diskontinuierlich<br />
auftritt. Häufig sind terminales Ileum, Zäkum und/ oder Kolon junger Rüden<br />
betroffen. Das Vorkommen ist wie bei den übrigen granulomatösen Formen der IBD<br />
selten. Die erkrankten Tiere zeigen klinisch oft deutlichen Gewichtsverlust, Hämatemesis<br />
und Obstipation als Folge luminaler Obstruktionen und Strikturen. Ulzerationen<br />
der Darmschleimhaut sind möglich. Differntialdiagnostisch sind die gleichen Krankheiten<br />
wie bei der granulomatösen Gastroenterokolitis zu beachten (DIBARTOLA et<br />
al., 1982).<br />
2.3.2.6 Rassespezifische IBD Formen<br />
Für verschiedene Hunderassen besteht eine rassebedingte Prädisposition für einige<br />
chronische idiopathische Darmentzündungen. Wie oben bereits erwähnt kommt die<br />
lymphoplasmazelluläre Enterokolitis besonders häufig beim Deutschen Schäferhund,<br />
beim Shar Pei und beim Boxer vor. Die eosinophilen Formen der IBD treten gehäuft
Literaturübersicht 21<br />
bei Rottweiler und Deutschen Schäferhunden auf. Bemerkenswert ist die Tatsache<br />
dass Deutsche Schäferhunde im Allgemeinen empfänglicher für chronische Enteropathien<br />
wie IBD und bakterielle Überwucherung des Dünndarms sind als andere<br />
Hunderassen (TAMS, 2003). Die beobachteten Rassedispositionen werfen die Frage<br />
auf, ob genetische Ursachen eine Rolle bei IBD Erkrankungen spielen (GUILFORD,<br />
1996; TAMS, 2003).<br />
Für bestimmte Hunderassen sind eigenständige chronische idiopathische gastrointestinale<br />
Krankheiten beschrieben.<br />
So gibt es die histiozytäre ulzerative Kolitis des Boxers. Diese sich auf den Dickdarm<br />
beschränkende Entzündung ist gekennzeichnet durch ein gemischtzelliges Infiltrat<br />
mit überwiegend PAS-positiven Makrophagen. Ulzerationen der Darmschleimhaut<br />
sind häufig (GUILFORD, 1996; GERMAN et al., 2003). Es erkranken hauptsächlich<br />
junge Boxer, wobei die Erkrankung ebenfalls sporadisch bei Bulldoggen auftritt<br />
(VAN DER GAAG et al., 1978). Als mögliche Ursache wurden mehrfach entropathogene<br />
Mikroorganismen diskutiert, unter anderem Chlamydien und E. coli. VAN<br />
KRUININGEN et al. (2005) wiesen mittels eines polyklonalen Antiköpers eine positive<br />
immunhistochemische Reaktion gegen Escherichia coli Antigene bei 10 Boxern<br />
mit histiozytärer ulzerativer Kolitis nach. In einer weiteren Studie wurde mittels in situ-<br />
Hybridisierung und anschließender PCR-Technik eine intramukosale Kolonisation<br />
durch Escherichia coli demonstriert (SIMPSON et al., 2006). Bemerkenswert war die<br />
starke Ähnlichkeit mit dem LF82 E. coli Stamm, welcher häufig mit Morbus Crohn,<br />
einer der zwei Formen der IBD des Menschen, assoziiert ist (SIMPSON et al., 2006).<br />
In aktuellen Studien ist es mehrfach gelungen, eine Remission der klinischen Symptome<br />
sowie eine Beseitigung der Escherichia coli Stämme mittels einer Enrofloxacin-Therapie<br />
herbeizuführen (DAVIES et al., 2004; HOSTUTLER et al., 2004;<br />
MANSFIELD et al., 2009). Diese neuen Erkentnisse stellen den idiopathischen Aspekt<br />
der Erkrankung in Frage.<br />
Bei der immunproliferativen Enteropathie des Basenjis handelt es sich um eine<br />
häufig mit progressivem Durchfall einhergehende intestinale Krankheit. Betroffen ist<br />
zumeist nur der Dünndarm von Tieren unter 3 Jahren. Pathohistologisch ähnelt sie<br />
am ehesten der lymphoplasamazellulären Gastroenteritis, aber zusätzlich können
Literaturübersicht 22<br />
hypertrophische und atrophische Gastropathien auftreten (GUILFORD, 1996; TAMS,<br />
2003). Die Erkrankung verläuft gegenüber der LPE bei anderen Hunderassen<br />
schwerwiegender und ist oft gekennzeichnet durch einen progressiven und refraktären<br />
Verlauf (GUILFORD, 1996). Weitere Befunde sind Hypergammaglobulinämie und<br />
ein erhöhter IgA-Serumspiegel. Ätiologisch wird neben genetischen Faktoren eine<br />
Beteiligung von Umwelteinflüssen vermutet.<br />
Eine weitere rassespezifische Erkrankung stellt das Diarrhö-Syndrom des Norwegischen<br />
Lundehundes dar. Dies ist ebenfalls eine idiopathische lympho- oder<br />
plasmazelluläre Entzündung des Dünndarms (KOLBJØRNSEN et al., 1994). Des<br />
Weiteren ist sie, wie die immunproliferative Enteropathie des Basenjis, nur durch ihre<br />
Rassedisposition und ihre progressive Natur von einer regulären LPE zu unterscheiden<br />
(GUILFORD, 1996).<br />
2.3.3 Ätiologie der Inflammatory Bowel Disease<br />
Trotz jahrelanger Forschungsbemühungen ist die Ursache der kaninen IBD bis zum<br />
heutigen Tag nicht geklärt. Aufgrund der Häufigkeit des Erkrankungskomplexes und<br />
der großen Bandbreite der Befunde ist eine multifaktorielle Genese wahrscheinlich.<br />
Es wird, wie bei der humanen IBD, ein Zusammenspiel von immunologischen, Umwelt-<br />
und genetischen Faktoren vermutet (GERMAN et al., 2003). Das gehäufte Auftreten<br />
von chronischen idiopathischen Enteropathien bei bestimmten Hunderassen<br />
deutet auf eine genetische Komponente hin (GUILFORD, 1996; JERGENS, 1999;<br />
GERMAN et al., 2003). Momentan gelten jedoch die immunologischen Faktoren, insbesondere<br />
eine fehlerhafte Immunregulation des GALT als wahrscheinlichster Auslöser<br />
(JERGENS et al., 2003). Auch wird immer wieder die Rolle von Hypersensitivitätsreaktionen<br />
diskutiert, wobei unklar bleibt, ob es sich bei solch einer Überempfindlichkeitsreaktion<br />
um eine primäre Fehlfunktion des GALT handelt oder ob es die Folge<br />
einer Zerstörung der Darmschranke durch eine unbekannte Noxe mit konsekutiver<br />
erhöhter Permeabilität des Epithels darstellt (JERGENS et al., 1992; MAGNE,<br />
1992; GUILFORD, 1996; TAMS, 2003). Ausgehend von einer möglichen gesteigerten<br />
mukosalen Permeabilität könnte eine Absorption intakter antigenetischer Makro-
Literaturübersicht 23<br />
moleküle in die Lamina propria eine überschießende und/oder verlängerte Immunantwort<br />
in der Darmschleimhaut hervorrufen.<br />
2.3.4 Immunpathogenese der kaninen Inflammatory Bowel Disease<br />
Am gesunden Darm stellen eine intakte Darmschranke, orale Toleranz sowie eine<br />
Minimierung des Antigenkontaktes mit der Mukosa die Hauptmechanismen der intestinalen<br />
Immunabwehr dar (JAMES, 1993). Vor allem der oralen Toleranz, die eine<br />
differenzierte Reaktion auf invasive Pathogene bzw. unschädliche Antigene ermöglicht,<br />
ist besondere Bedeutung bei zu messen. Suppressorische T-Zellen und klonale<br />
Anergie reaktiver Lymphozyten spielen hierbei eine entscheidende Rolle (siehe Kapitel<br />
2.2.4).<br />
2.3.4.1 Dysregulation des Immunsystems<br />
Eine Störung der fragilen oralen Toleranz kann zu einer heftigen, chronischen und<br />
unkontrollierten Entzündung des Gastrointestinaltraktes führen (GERMAN et al.,<br />
2003). Entscheidend ist hierbei der Zusammenbruch der suppressiven Th 1 - und Th 2 -<br />
dominierten Immunantwort. Folglich kommt es durch den Verlust der oralen Toleranz<br />
zu einer persistierenden, entzündlichen Überreaktion des GALTs auf harmlose intestinale<br />
Antigene in Form einer Hypersensitivitätsreaktion (MAGNE, 1992;<br />
GUILFORD, 1996; JERGENS, 1999). Proinflammatorische Zytokine im Rahmen der<br />
Th 1 dominierten Immunantwort bewirken eine erhöhte Permeabilität der Darmschranke,<br />
was einen zusätzlichen Antigeneinstrom in die Lamina propria zur Folge<br />
hat. Der entzündungshemmende Zweig des Immunsystems ist zunehmend überfordert<br />
und ein sich selbst unterhaltender Prozess mit konsekutiver Zerstörung der<br />
Darmmukosa entsteht (MAGNE, 1992; GUILFORD, 1996; ALLENSPACH und<br />
GASCHEN, 2003). Bereits in früheren Untersuchungen der humanen IBD wurde postuliert,<br />
dass ein Defekt der Antigen-spezifischen T-Suppressorzellfunktion der Grund<br />
für die Persistenz der Entzündungsreaktion auf einen harmlosen ersten Insult ist<br />
bzw. dass bei IBD Patienten ein intrinsischer Defekt der Epithelzellen bei der Aktivierung<br />
der T-Suppressorzellen vorliegt (STROBER und JAMES, 1986; MAYER und<br />
EISENHARDT, 1990).
Literaturübersicht 24<br />
Derzeit gilt ein Verlust der oralen Toleranz infolge einer veränderten Suppression<br />
bzw. Regulation der Immunantwort als einer der Hauptmechanismen für die Persistenz<br />
und Pathogenese der IBD. Ob ein derartiger Defekt in der Unterdrückung der<br />
Suppressor-Funktion beim Hund tatsächlich vorliegt und ob er Ursache oder Folge<br />
einer Entzündungsreaktion ist bedarf jedoch weiterer Untersuchungen. Abbildung 2.1<br />
gibt schematisch die möglichen Zusammenhänge in der Immunpathogenese der kaninen<br />
IBD wieder.<br />
Abbildung 2.1: Schematische Darstellung immunpathogenetischer Zusammenhänge bei IBD,<br />
modifiziert nach GUILFORD (1996)<br />
Unbekannte Noxe<br />
Erhöhte luminale Antigenexposition des GALT<br />
Orale Toleranz<br />
durch anti-inflam. Normale Immunregulation Defekt der Immunregulation<br />
T-Reg-Zellen und<br />
Th 3 -Zellen<br />
harmlose Antigene überfordern<br />
das Immunsystem<br />
Absorption<br />
phlogistischer<br />
Faktoren<br />
intestinale Entzündung<br />
Absorption weiterer<br />
Fremdantigene<br />
Zerstörung der Darmmukosa<br />
Hypersensitivitätsreaktionen<br />
Kreuzreaktivität<br />
mit körpereigenen<br />
Antigenen<br />
Autoimmunität<br />
Erhöhte intestinale Permeabilität<br />
GALT= „gut-associated lymphoid tissue“, Darm-assoziiertes lymphatisches Gewebe; anti-inflamm.= anti-inflammatorisch;<br />
T-Reg-Zellen= regulatorische T-Zellen; Th 3<br />
-Zellen= T-Helferzellen Typ 3;
Literaturübersicht 25<br />
2.3.4.2 Gesteigerte Permeabilität des Darmepithels<br />
Einige Autoren vermuten eine erhöhte Permeabilität der Darmbarriere für intestinale<br />
Antigene als Ursache der IBD (JERGENS et al., 1992; MAGNE, 1992; GUILFORD,<br />
1996; CAVE, 2003; ALLENSPACH et al., 2006). Bei der Colitis ulcerosa des Menschen<br />
existiert eine erhöhte Permeabilität des Darmepithels. GITTER et al. (2001)<br />
führen diese Beobachtung auf eine Alteration der tight-junctions sowie eine erhöhte<br />
Apoptoserate der Enterozyten zurück. Ob eine gesteigerte Permeabilität der Darmwand<br />
als Initialeffekt einer IBD Erkrankung gesehen werden kann, die konsekutiv<br />
eine Entzündung auslöst, oder ob sie als Epiphänomen eines proinflammatorischen<br />
Zytokinspektrums auftritt, ist unklar. Zu den entzündungsfördernden und permeabilitätserhöhenden<br />
Zytokinen gehören unter anderem Tumor Nekrose-Faktor-α (TNF-α)<br />
und Interferon γ (IFN-γ). Während TNF-α eine vorzeitige Apoptose der Darmepithelzellen<br />
induziert, erhöht IFN-γ die Durchlässigkeit der tight-junctions (GUILFORD,<br />
1996; CAVE, 2003). Da IFN-γ in hohem Maße bei viralen Infektionen freigesetzt wird,<br />
postuliert GUILFORD (1996) eine transiente Virusinfektion als möglichen Trigger einer<br />
IBD Erkrankung. Des Weiteren emöglichen eine hohe Apoptoserate und eine<br />
epitheliale Unreife das Eindringen von Antigenen in die Darmmukosa.<br />
2.3.4.3 Hypersensitivitätsreaktionen<br />
Unter Hypersensitivität, auch Überempfindlichkeit genannt, versteht man nachteilige<br />
Immunreaktionen, die zu Gewebsschäden und ernsthaften Erkrankungen führen<br />
können (JANEWAY et al., 2002). Eine Überempfindlichkeitsreaktion kann nur bei<br />
immunologisch sensibilisierten Individuen nach erneutem Antigenkontakt auftreten.<br />
COOMBS und GELL (1963) teilten die verschiedenen Reaktionen in 4 Gruppen ein.<br />
In der einschlägigen Literatur wird immer wieder die Bedeutung von Hypersensitivitätsreaktionen<br />
bei der Pathogenese der IBD diskutiert (NELSON et al., 1988;<br />
GUILFORD et al., 1996). So wird die eosinophile Gastroenterokolitis (EGEK) mit der<br />
einer Überempfindlichkeitsreaktion vom Typ I (Soforttyp, anaphylaktischer Typ)<br />
auf luminale Darmantigene in Verbindung gebracht (JOHNSON, 1992; GUILFORD,<br />
1996; KLEINSCHMIDT et al., 2007). Bei der EGEK werden Mastzellen möglicherweise<br />
nach Antigenpräsentation durch Immunglobulin E sensibilisiert. Nach erneuter
Literaturübersicht 26<br />
Konfrontation mit dem gleichen Antigen kommt es durch Quervernetzung („bridging“)<br />
der Mastzell-gebundenen IgE-Moleküle zur Degranulation der Mastzellen. Hierbei<br />
werden zahlreiche entzündungsfördernde Mediatoren freigesetzt, unter anderem Eotaxin,<br />
welches eine Chemotaxis von eosinophilen Granulozyten bewirkt. Die bei der<br />
Degranulation von Mastzellen und eosinophilen Granulozyten freigesetzten<br />
proinflammatorischen Stoffe, wie z.B. major basic Protein (MBP), haben eine erhebliche<br />
Schadwirkung auf das Darmepithel. Abbildung 2.2 zeigt den schematischen Ablauf<br />
einer Überempfindlichkeitreaktion vom Typ I im Magendarmtrakt. Der auslösende<br />
Faktor der Hypersensitivitätsreaktion vom Typ I auf intestinale Antigene ist ungeklärt.<br />
Eine genetische Prädisposition für Überempfindlichkeitsreaktionen vom Soforttyp<br />
ist sowohl in der Human- als auch in der Veterinärmedizin bekannt. Von verschiedenen<br />
Autoren wird vermutet, dass eine Hypersensitivitätsreaktion vom Typ I<br />
auf parasitäre oder diätetische Antigene an der Entstehung einer eosinophilen<br />
Gastroenterokolitis beteiligt ist (MAGNE, 1992; ELWOOD und GARDEN, 1999;<br />
JERGENS, 1999; KLEINSCHMIDT et al., 2007). Mögliche Antigene stellen Pollen,<br />
intestinale Parasiten oder Bakterien dar, aber auch Futtermittelallergene sind in Betracht<br />
zu ziehen.<br />
Bei der Hypersensitivitätsreaktion vom Typ II (zytotoxischer Typ) kommt es<br />
durch die Aktivierung des Komplementsystems oder durch eine Antikörper-induzierte<br />
Zytotoxizität zur Lyse körpereigener Zellen. Denkbar wäre eine derartige Pathogenese<br />
im Rahmen autoimmuner Prozesse im Gastrointestinltrakt (siehe Kapitel 2.3.4.4<br />
„Autoimmunität“).<br />
Die Überempfindlichkeitsreaktion vom Typ III (Immunkomplextyp, Arthus-Typ)<br />
wird durch eine Aktivierung der Komplementkaskade infolge einer Ablagerung von<br />
Immunkomplexen im Gewebe initiiert. Daraus resultiert eine Enzündung mit Schädigung<br />
des entsprechenden Gewebes. Ob Typ II und/oder Typ III Reaktionen überhaupt<br />
eine Rolle bei der kaninen IBD spielen ist nicht geklärt.<br />
Bei der Hypersensitivitätsreaktion vom Typ IV (verzögerter Typ, zellvermittelte<br />
Allergie) sezernieren zuvor durch Antigen sensibilisierte T-Lymphozyten nach erneuter<br />
Antigenpräsentation verschiedene Zytokine, was zur Aktivierung bzw. Proliferati-
Literaturübersicht 27<br />
on von Makrophagen und mononukleären Zellen sowie deren Chemotaxis führt. Die<br />
Folgen sind lokale Entzündung und Zelltod.<br />
Abbildung 2.2: Hypersensitivitätsreaktion vom Typ I im Gastrointestinaltrakt, modifiziert nach<br />
KUNISAWA und KIYONO (2010)<br />
DZ= dendritische Zellen; Basophile G.= basophile Granulozyten; Treg= regulatorische T-Zelle; Th1= T-Helferzelle Typ 1;<br />
Th2= T-Helferzelle Typ 2; IgE= Immunglobulin E; IL= Interleukin; eos. G.= eosinophile Granulozyten
Literaturübersicht 28<br />
2.3.4.4 Autoimmunität<br />
Die mögliche Beteiligung einer autoimmunen Komponente bei der Pathogenese der<br />
IBD wird von mehreren Autoren postuliert. Bei Menschen und bei Hunden mit IBD<br />
wurden Autoantikörper sowie autoreaktive Lymphozyten beobachtet, welche eine<br />
Antikörper-abhängige Zytotoxizität induzieren können (MAGNE, 1992; GUILFORD,<br />
1996). Nach Kontakt mit intestinalen Antigenen kreuzreagieren die Lymphozyten mit<br />
körpereigenen Antigenen der Schleimhaut. Durch den Verlust der oralen Toleranz<br />
wird eine klonale Expansion der Lymphozyten durch Deletion oder Anergie nicht<br />
mehr verhindert. Inwiefern die autoreaktiven Prozesse Ursache oder Folge der<br />
gastrointestinalen Entzündung sind bleibt zu klären. Da es keine Korrelation zwischen<br />
Schweregrad der IBD und Antikörpertiter gibt, ist es wahrscheinlichm, dass die<br />
Autoimmunität ein Epiphänomen darstellt. Eine Beteiligung der Autoimmunität an der<br />
wiederhohlten Gewebszerstörung und somit an der Chronizität der Erkrankung ist<br />
jedoch denkbar.<br />
2.3.4.5 Genetische Einflüsse<br />
In der Humanmedizin liegt bei 15 % der Patienten ein familiär gehäuftes Auftreten<br />
von IBD Erkrankungen vor (BARKIN und LEWIS, 1992). Auch beim Hund gibt es bestimmte<br />
Rassen, die häufiger an IBD erkranken als andere. So erkranken z.B. Deutsche<br />
Schäferhunde, Shar Peis, Rottweiler und Boxer statistisch gesehen häufiger an<br />
IBD als Mischlinge oder andere reinrassige Hunde. Ausserdem bestehen für bestimmte<br />
Hunderassen, wie den Basenji, den norwegischen Lundehund und den Boxer<br />
auch spezielle, eigenständige Formen der IBD. Dies weist auf eine erhöhte genetische<br />
Prädisposition hin. In der Humanmedizin konnte bei Menschen mit IBD und<br />
ihren Verwandten eine familiär gehäufte, fehlerhafte Aktivierung von suppressorischen<br />
T-Lymphozyten durch Epithelzellen festgestellt werden, was ebenfalls die Bedeutung<br />
von genetischen Faktoren bei der Entstehung von IBD unterstreicht.<br />
2.3.4.6 Diätetische Einflüsse<br />
Die Beschaffenheit der Nahrung hat einen wesentlichen Einfluss auf die Zusammensetzung<br />
der Darmflora sowie auf die zellulären Komponenten des GALTs. Futtermittel<br />
beeinflussen ebenfalls die Darmmorphologie und -physiologie wie beispielsweise
Literaturübersicht 29<br />
die Peristaltik, die Epithelzellerneuerung, die Mukussekretion sowie die Wasser- und<br />
Elektrolytresorption. Folglich ist es nicht verwunderlich, dass viele an IBD erkrankte<br />
Hunde nach einer Futterumstellung eine Besserung der klinischen Symptomatik zeigen.<br />
NELSON et al. (1988) beschrieben eine Regression der Erkrankung bei Hunden<br />
mit chronischer Kolitis, nachdem eine spezielle Diät eingehalten wurde. Daher erscheint<br />
es plausibel, dass diätetische Faktoren an der Entstehung oder Unterhaltung<br />
der IBD beteiligt sind. Treten nach einer Futterumstellung ohne medikamentelle Begleittherapie<br />
keine gastrointestinalen Symptome mehr auf, ist zunächst von einer<br />
primären Futtermittelallergie bzw. -unverträglichkeit auszugehen (MAGNE, 1992;<br />
GUILFORD, 1996). Als Nahrungsmittelallergene kommen Proteine mit einem Molekulargewicht<br />
zwischen 10 und 70 Kilodalton in Betracht. Bei der Futtermittelallergie<br />
des Hundes wurden bislang Bestandteile von Rinder- und Hühnerfleisch, Milch, Eier,<br />
Mais, Weizen und Sojabohnen als Allergene ausfindig gemacht. Allerdings manifestieren<br />
sich Futtermittelallergien beim Hund nur selten als gastrointestinale Erkrankungen,<br />
sondern verursachen viel mehr allergische Dermatitiden. Eine Übermpfindlichkeit<br />
gegenüber Futtermitteln kann sich auch sekundär, im Laufe einer chronischidiopathischen<br />
Darmentzündung entwickeln. Da es kein pathognomonisches histologisches<br />
Bild bei Futtermittelüberempfindlichkeiten gibt und sowohl lymphoplasmazelluläre<br />
als auch eosinophile Infiltrate der Lamina propria vorkommen, lässt<br />
sich die Diagnose nur über eine Eliminations- bzw. Provokationsdiät bestätigen<br />
(FOSTER et al., 2003; DAY, 2005; VERLINDEN et al., 2006). Insbesondere für die<br />
eosinophile Form der IBD wird ursächlich immer wieder eine primäre Futtermittelallergie<br />
diskutiert. Als immunologische Mechanismen werden Hypersensitivitätsreaktionen<br />
vom Typ I, III und IV vermutet. Da bei einer allergischen Dermatitis im Rahmen<br />
einer Futtermittelüberempfindlichkeit Mastzellen als Haupteffektorzellen einer Hypersensitivitätsreaktion<br />
vom Typ I auftreten (DAY, 2005; VERLINDEN et al., 2006), ist<br />
pathogenetisch eine derartige Überempfindlichkeitsreaktion bei der eosinophilen<br />
Form der IBD nicht auszuschließen.<br />
2.3.4.7 Mikrobielle Einflüsse<br />
In den letzten 50 Jahren haben sich verschiedene Forschungsarbeiten mit einer<br />
möglichen Beteiligung von pathogenen Mikroorganismen an der Entstehung der IBD
Literaturübersicht 30<br />
des Menschen befasst (LIU et al., 1995; OHKUSA et al., 2004; RYAN et al., 2004).<br />
Als mögliche Infektionsquellen wurden in der einschlägigen Literatur neben Mycobacterium<br />
avium spp. paratuberculosis, Fusobacterium varium und Escherichia coli<br />
bei Morbus Crohn Patienten isoliert (RYAN et al., 2004; BAUMGART et al., 2007;<br />
RHODES, 2007), während bei der Colitis ulcerosa des Menschen Streptococcus spp.<br />
und Bacillus spp. nachgewiesen wurden (LIU et al., 1995; OHKUSA et al., 2004).<br />
Des Weiteren wurde von einigen Autoren das Masernvirus als auslösende Ursache<br />
diskutiert (EKBOM et al., 1994; FISHER et al., 1997; GHOSH et al., 2001). In einer<br />
neueren Studie zur histiozytären ulzerativen Kolitis des Boxers (HUK) wurde mittels<br />
eines polyklonalen Antikörpers Escherichia coli in Makrophagen des Kolons bei insgesamt<br />
10 erkrankten Hunden nachgewiesen (VAN KRUININGEN et al., 2005).<br />
SIMPSON et al. (2006) wiesen mittels in situ-Hybridisierung eine selektive intramukosale<br />
Besiedlung mit invasiven Escherichia coli im Kolon von HUK Patienten nach,<br />
wobei die mögliche Beteiligung dieses Erregers an der Pathogenese dieser Erkrankung<br />
nicht abschließend geklärt ist.<br />
Obwohl verschiedene Bakterien aus dem Darm von IBD Patienten isoliert wurden, ist<br />
es bis dato weder in der Human- noch in der Tiermedizin gelungen, unter experimentellen<br />
Bedingungen chronisch-entzündliche Darmveränderungen nach Inokulation mit<br />
bestimmten Keimen zu reproduzieren (MAGNE, 1992; GUILFORD, 1996). Daher<br />
erscheint es glaubhafter, dass es sich bei den verschiedenen isolierten Mikroorganismen<br />
um kommensale Keime handelt, zudem ein Ansprechen auf immunsuppressive<br />
Medikamente gegen eine mikrobielle Noxe als primär auslösender Faktor von<br />
IBD spricht (MAGNE, 1992; GUILFORD et al., 1996). Nichts desto trotz ist eine kofaktorielle<br />
Beteiligung denkbar, da Mikroorganismen sowohl die morphologische als<br />
auch die physiologische und immunologische Funktion des Gastrointestinaltraktes<br />
beeinflussen können und ein Verlust der oralen Toleranz gegenüber Mikroorganismen<br />
letztendlich zu Entzündung und/oder Hypersensitivität führt (JERGENS, 2002;<br />
ZENTEK et al., 2007).<br />
Bei Verlust der oralen Toleranz kann es außerdem durch eine bakterielle Überwucherung<br />
der normalen Darmflora zu Schädigungen der intestinalen Mukosa kommen.<br />
Diese starke Zunahme der kommensalen, anaeroben und fakultativ anaeroben
Literaturübersicht 31<br />
Darmbakterien tritt bevorzugt im Dünndarm auf und wird small intestinal bacterial<br />
overgrowth (SIBO) genannt. Wenn von den Bakterien proinflammatorische Spaltprodukte<br />
mit chemotaktischer Wirkung auf Leukozyten freigesetzt werden, kann unter<br />
Umständen eine starke lymphoplasmazelluläre Infiltration der Lamina propria auftreten<br />
(JERGENS et al., 1992; GUILFORD, 1996). SIBO wird gehäuft bei Deutschen<br />
Schäferhunden und Shar Peis beobachtet. Bei den proliferierten Keimen handelt es<br />
sich in den meisten Fällen um Eschericia coli, Enterokken und Laktobazillen (TAMS,<br />
2003). Die intestinale bakterielle Überwucherung spricht gut auf eine Antibiotikatherapie<br />
an und ist daher nicht als primäre Ursache einer IBD-Erkrankung anzusehen,<br />
sie stellt aber eine wichtige Differentialdiagnose dar (TAMS, 2003; JERGENS und<br />
WILLARD, 2010). Nicht selten wird SIBO von einer exokrinen Pankreasinsuffizienz,<br />
IgA-Defizienz und IBD begleitet (SIMPSON et al., 1990).<br />
Die Anwesenheit von Mikroorganismen und ihrer Spaltprodukte im Darm werden von<br />
Pattern Recognition Receptors (PRRs) erfasst, welche pathogene Keime anhand von<br />
charakteristischen Mustern- den sog. PAMPs (Pathogen-associated Molecular Pattern)-<br />
erkennen. Die bekanntesten Vertreter der PRRs sind die TL (Toll-like)- und<br />
NOD (Nucleotide-binding Oligomerization Domain)-Rezeptoren. Sowohl beim Menschen<br />
als auch beim Hund wurde bei IBD Patienten eine erhöhte Expression von<br />
Toll-like-Rezeptoren festgestellt (HAUSMANN et al., 2002; BURGENER et al., 2008).<br />
Eine Stimulation dieser Rezeptoren führt zur Freisetzung der entzündungsfördernden<br />
Zytokine IL-1, IL-6, IL-8 und IL-12 sowie zur Expression der kostimulatorischen Rezeptoren<br />
CD80 und CD86. Ob es sich bei der Aufregulation der TLR wie von CAVE<br />
(2003) und BURGENER et al. (2008) vermutet, um eine Dysregulation des Expressionsmusters<br />
mit konsekutiver Entzündungsreaktion durch eine Interaktion mit kommensalen<br />
Darmbakterien handelt oder ob es ein reines Epiphänomen darstellt, bleibt<br />
unklar.
Literaturübersicht 32<br />
2.4 Mastzellen<br />
2.4.1 Entwicklung und Vorkommen<br />
Mastzellen entstehen aus der myeloischen Reihe der pluripotenten hämatopoetischen<br />
Stammzellen des Knochenmarks und differenzieren sich im Gegensatz zu den<br />
anderen Vorläuferzellen nicht im Blut, sondern erst im Zielgewebe unter der Mitwirkung<br />
eines bestimmten Zytokinmilieus zu reifen Mastzellen aus (METCALFE et al.,<br />
1997; JANEWAY et al., 2002). GUILFORD (1996) postulierte, dass die Vorläufer von<br />
intestinalen Mastzellen in die Peyerschen Platten einwandern und dort zu einem<br />
endgültigen Phänotyp heranreifen. Mastzellen besitzen einen sogenannten c-kit Rezeptor<br />
für den Stammzellfaktor (Stem cell factor). Die Molekularstruktur von humanen,<br />
murinen und kaninen c-kit Rezeptoren sind sich sehr ähnlich, woraus HILL und<br />
OLIVRY (2001) schlussfolgern, dass sie die gleichen Funktionen erfüllen (siehe auch<br />
Kapitel 2.5 „Proto-onkogen c-kit“)<br />
Mastzellen haben ein rundes bis polymorphes Aussehen mit einem ovalen unsegmentierten<br />
Kern und halten sich häufig im Bindegewebe in der Nähe von Nerven,<br />
Blut- und Lymphgefäßen auf. Charakteristisch für Mastzellen sind die zytoplasmatischen<br />
Granula, deren metachromatische Anfärbbarkeit bei der Identifikation unter<br />
dem Lichtmikroskop genutzt wird. Eine große Anzahl dieser Zellen findet man in der<br />
Nähe von epithelialen Oberflächen wie in der Haut und in Schleimhäuten des Respirations-<br />
und Gastrointestinaltraktes, wo sie unmittelbar auf Umwelteinflüsse reagieren<br />
können und den Organismus so optimal gegen Pathogene verteidigen können<br />
(METCALFE et al., 1997; HENZ et al., 2001).<br />
2.4.2 Heterogenität von Mastzellen<br />
Je nach Lokalisation in unterschiedlichen Organen, Geweben und Spezies unterscheidet<br />
sich die Entwicklung der Mastzellen hinsichtlich ihres Phänotyps, ihrer Mediatoren,<br />
ihrer Sensitivität gegenüber bestimmten Stimulationen und ihrer biologischen<br />
Eigenschaften (WELLE, 1997; HENZ et al., 2001; BEFUS, et al., 2005).<br />
ENERBÄCK (1966) unterschied bei Ratten erstmals Bindegewebsmastzellen von
Literaturübersicht 33<br />
Mukosamastzellen anhand ihrer Lokalisation und ihrer morphologischen, histochemischen<br />
und funktionellen Unterschiede. Im Gastrointestinaltrakt findet man Bindegewebsmastzellen<br />
hauptsächlich in der Tunica submucosa, Tunica muscularis und<br />
Tunica serosa der Darmwand, während Mukosamastzellen in der Lamina propria<br />
mucosae auftreten. Die gleiche Verteilung ist bei weiteren Nagern sowie bei der Ziege<br />
und beim Mensch vorhanden. Bei einer Veränderung der Mikro-Umgebung können<br />
Mastzellen sich in den jeweils anderen Phänotyp verwandeln, wobei vor allem<br />
das Zytokinmilieu und die vorhandenen Wachstumsfaktoren den Mastzelltyp<br />
bestimmen (KITAMURA et al., 1987).<br />
Mastzellen des Bindegewebes sind langlebig und ihre Anzahl ist relativ konstant.<br />
Ihre Granula sind von einheitlicher Größe und enthalten vor allem Histamin und Heparin.<br />
Ihre Entwicklung gestaltet sich unabhängig von T-Lymphozyten und Interleukinen.<br />
Eine Expression von IgE findet ausschließlich an der Oberfläche statt<br />
(COLBATZKY et al., 1991; GUILFORD, 1996; HENZ et al., 2001; PLATT-MILLS,<br />
2006).<br />
Mukosamastzellen sind halb so groß wie Bindegwebsmastzellen, haben eine kürzere<br />
Lebensdauer, proliferieren jedoch unter dem Einfluss von IL-3 sehr schnell. Sie<br />
agieren T-Zell-abhängig und produzieren nach Stimulation größere Mengen an Leukotrienen,<br />
während Bindegewebsmastzellen vermehrt Prostaglandine synthetisieren.<br />
Die Granula enthalten nur wenig Histamin und kein Heparin, dafür vermehrt große<br />
Mengen an Chondroitinsulfat. Anders als Bindegewebsmastzellen enthalten Mukosamastzellen<br />
auch intrazytoplasmatisches IgE, können B-Zellen zur Produktion von<br />
IgE stimulieren und selbst IL-4 und IL-13 freisetzen. Mastzellen der Mukosa sind pathogenetisch<br />
an alimentären Allergien und parasitären Reaktionen beteiligt<br />
(COLBATZKY et al., 1991; GUILFORD, 1996; HENZ et al., 2001; PLATT-MILLS,<br />
2006).<br />
2.4.3 Funktionen von Mastzellen<br />
Trotz zahlreicher Untersuchungen in den letzten Jahren bestehen immer noch Unklarheit<br />
und Widersprüche, was die Funktion von Mastzellen im Organismus angeht.<br />
Neben ihrer Rolle bei allergischen Reaktionen sind Mastzellen an verschiedenen
Literaturübersicht 34<br />
nicht allergischen Prozessen beteiligt, wie die Blutdruckregulation, Blutgerinnung,<br />
Darmkontraktion und -peristaltik, mukosale Sekretion und Wundheilung (TORII et al.,<br />
1993; GURISH und AUSTEN, 2001; MAURER et al., 2003; BISCHOFF, 2007). Gut<br />
bekannt ist die Rolle der Mastzellen bei Hypersensitivitätsreaktionen vom Typ I und<br />
IV. Erstere Reaktion ist gekennzeichnet durch eine Mastzelldegranulation, während<br />
bei einer Hypersensitivitätsreaktion vom Typ IV eine Mastzellhyperplasie ohne Freisetzung<br />
von Granula vorliegt (WELLE, 1997).<br />
Durch Rezeptoren an ihrer Oberfläche sind Mastzellen in der Lage, Antigene zu präsentieren<br />
und mit B- und T-Zellen zu interagieren. Eine der wichtigsten Eigenschaften<br />
der Mastzellen stellt die Sezernierung verschiedener Zytokine und Chemokine<br />
dar. Die daraus resultierende Chemotaxis rekrutiert Leukozyten, welche eine Entzündungsreaktion<br />
initiieren können. Vor allem der Aktivierung von eosinophilen Granulozyten<br />
und der IgE-abhängigen Freisetzung eines Th 2 -Zytokinspektrums ist besondere<br />
Bedeutung bei zu messen (HENZ et al., 2001; LORENTZ und BISCHOFF,<br />
2001; THEOHARIDES et al., 2007). Auf diese Art und Weise sind Mastzellen sowohl<br />
an der angeborenen als auch an der erworbenen Immunabwehr beteiligt (HENZ et<br />
al., 2001). Eine weitere Eigenschaft im Rahmen der angeborenen Immunabwehr besteht<br />
darin, bakterielle Infektionen zu bekämpfen, indem eine Rekrutierung von<br />
neutrophilen Granulozyten mittels IL-8 und TNF induziert wird (BISCHOFF et al.,<br />
1999; LORENTZ et al., 2000). Des Weiteren sind Mastzellen anscheinend bei Allergien<br />
an der Regulation von Leukozyten zugunsten einer Th 2 -Immunantwort beteiligt<br />
(LORENTZ et al., 2000; HENZ et al., 2001). Eine Übersicht über die physiologischen<br />
Funktionen von Mastzellen in gesunden Individuen ist in Abbildung 2.3 schematisch<br />
dargestellt.<br />
Neben dem c-kit Rezeptor werden auf Mastzellen Rezeptoren für Nervenwachstumsfaktoren<br />
(NGF), Monozyten anlockendes Protein 1 (MCP-1) und verschiedene Zytokine<br />
(IL-3, IL-4, IL-9, IL-10) exprimiert, welche allesamt eine große Rolle bei der Reifung,<br />
Proliferation und Differenzierung des jeweiligen Mastzelltyps spielen (WELLE,<br />
1997; THEOHARIDES et al., 2007). Außerdem ermöglichen die Oberflächenrezeptoren<br />
CD80 und CD86 sowie die Adhäsionsmoleküle ICAM-1 und ICAM-3 eine Interaktion<br />
zwischen Endothelzellen, Lymphozyten oder Fibroblasten und Mastzellen.
Literaturübersicht 35<br />
Abbildung 2.3: Funktionen von Mastzellen in gesunden Individuen, modifiziert nach<br />
BISCHOFF (2007)<br />
Bakterien<br />
Allergene<br />
Epithel<br />
Sekretion und<br />
epitheliale<br />
Permeabilität<br />
Histamin<br />
LTC 1<br />
PGD 2<br />
Rekrutierung<br />
und Aktivierung<br />
von<br />
Immunzellen<br />
Neutrophiler<br />
Granulozyt<br />
TNF<br />
Histamin,<br />
Heparin,VLA 4 ,<br />
LTC 4 , Protease<br />
IgE<br />
Mastzelle<br />
IL-5<br />
IL-9<br />
IL-13<br />
TGF-β und FGF<br />
Histamin<br />
PGD2<br />
Protease<br />
Fibroblast<br />
Blutfluss<br />
Blutkoagulation<br />
vaskuläre<br />
Permeabilität<br />
Endothel<br />
Nervenzelle<br />
eosin. Gr. B-Zelle T Reg -Zelle<br />
Rekrutierung und Aktivierung von Immunzellen<br />
glatte<br />
Muskelzellen<br />
neuroimmunologische<br />
Interaktion,<br />
Peristaltik, Schmerz<br />
FGF = Fibroblast growth factor; IL = Interleukin; LTC4 = Leukotrien C4; PGD2 = Prostaglandin D2; TGF-β = Transforming growth<br />
factor-β; TNF = Tumor-Nekrose-Faktor; TReg-Zelle = regulatorische T-Zelle (CD4 + , CD25 + ); VLA4 = very late Antigen 4;
Literaturübersicht 36<br />
2.4.4 Mastzellen und ihre Mediatoren<br />
Mastzellen sind in der Lage auf bestimmte Reize hin ihre Granula frei zu setzen. Diese<br />
Freisetzung von Mediatoren geschieht entweder explosionsartig in Form einer<br />
Degranulation oder selektiv durch Exozytose von bestimmten Mediatoren (sog. segmentale<br />
Degranulation oder „piecemeal degranulation“) (DVORAK et al., 1992;<br />
KAMINER et al., 1995).<br />
Eine Degranulation kann sowohl IgE-abhängig als auch IgE-unabhängig erfolgen,<br />
wobei eine IgE-unabhängige Mediatorfreisetzung im Gastrointestinaltrakt durch Gallensäuren,<br />
Komplementfaktoren, IgG-Immunkomplexe, Zytokine und verschiedene<br />
Peptidhormone wie Somatostatin, Substanz P und vasoaktives intestinales Peptid<br />
(GUILFORD, 1996) induziert werden kann. Die freigesetzten Mastzellmediatoren lassen<br />
sich unterteilen in präformierte Mediatoren, welche bis zu ihrer Ausschüttung in<br />
den Granula gelagert werden, und in neugebildete Mediatoren, welche erst nach einer<br />
IgE-abhängigen Aktivierung de novo synthetisiert werden. Zu den vorgefertigten<br />
Mediatoren gehören Histamin und Serotonin (beides biogene Amine), die Proteoglykane<br />
Heparin und Chondroitinsulfat E, neutrale Serinesterasen sowie verschiedene<br />
oxidative Enzyme, Wachstumsfaktoren und Zytokine. Zu den neugebildeten Mediatoren<br />
zählen verschiedene Lipidmediatoren und Zytokine.
Literaturübersicht 38<br />
produktion über einen negativen Feedback-Mechanismus an präsynaptischen<br />
Membranen.<br />
Histamin übt über die verschiedenen Rezeptoren ausserdem immunologische Funktionen<br />
aus, indem es die Antikörperproduktion initiiert (H 1 -Rezeptor vermittelt), durch<br />
suppressorische Lymphozyten aktiviert (H 2 -Rezeptor vermittelt) sowie chemotaktisch<br />
auf NK-Zellen, Monozyten und dendritische Zellen wirkt (H 4 -Rezeptor vermittelt)<br />
(GUILFORD, 1996; FOGEL et al., 2005; DAMAJ et al., 2007). Außerdem ist ein<br />
Großteil an allergischen Symptomen auf die Wirkung von Histamin auf H 1 -<br />
Rezeptoren zurück zu führen (FOGEL et al., 2005). Die höchsten Histaminkonzentrationen<br />
des Organismus werden in der Haut, in der Lunge sowie im Gastrointestinaltrakt<br />
erreicht (MÖSTL, 2009).<br />
2.4.4.2 Heparin<br />
Das Proteoglykan Heparin stellt mit seinen stark negativ geladenen Glykosaminglykan-Seitenketten<br />
den Bindungspartner für die biogenen Amine, neutrale Proteasen,<br />
Zytokine und Wachstumsfaktoren in den Mastzellgranula dar. Nach Freisetzung der<br />
Granula lösen sich die biogene Amine und die Zytokine von dem Heparin und binden<br />
an ihre jeweiligen Effektorzellen. Dahingegen verweilen die Proteasen Chymase und<br />
Tryptase länger an den Seitenketten des Heparins und bilden proteolytisch aktive<br />
Granulareste. Aufgrund dieses unterschiedlichen Bindungsverhaltens der Mediatoren<br />
steuert das Heparin die Aktivität und die Kinetik der einzelnen Mastzellmediatoren<br />
(ABBAS et al., 2005; LINDSTEDT and KOVANEN, 2006). Des Weiteren wurde in<br />
mehreren humanmedizinischen Studien ein anti-inflammatorischer Effekt von Heparin<br />
bei IBD Patienten festgestellt. So führt Heparin einerseits zu einer Hemmung der<br />
Rekrutierung von neutrophilen Granulozyten und zu einer Reduktion der proinflammatorischen<br />
Zytokine, anderseits verbessert Heparin die Bindungsfähigkeit von<br />
bFGF (basic fibroblast growth factor) und ermöglicht somit eine physiologische<br />
Wundheilung (DAY und FORBES, 1999; FOLWACZNY et al., 1999; PAPA et al.,<br />
2000).
Literaturübersicht 39<br />
2.4.4.3 Chymase und Tryptase<br />
Chymase und Tryptase gehören zu den neutralen Serinproteasen. Ihnen werden sowohl<br />
destruktive als auch reparative Funktionen zugeschrieben.<br />
Chymase kommt eine besondere Bedeutung bei der Homöostase des Bindegewebes<br />
zu (ABBAS et al., 2005; PEJLER et al., 2007). Im Rahmen dieser Gewebsmodulation<br />
kommt es einerseits zur Zerstörung von extrazellulärer Matrix durch Spaltung von<br />
Matrixproteinen wie Fibronektin und Vitronektin, andererseits zeigen sich die reparativen<br />
Fähigkeiten von Chymase in der Aktivierung von Fibroblasten (SCHECHTER et<br />
al., 1998; PEJLER et al., 2007). Zudem werden für Chymase immunmodulatorische<br />
Wirkungen durch Spaltung der Interleukine IL-5, IL-6, IL-13 sowie TNF-α vermutet<br />
(ZHAO et al., 2005).<br />
Tryptase verfügt genauso wie Chymase über destruktive und reparative Eigenschaften.<br />
Es spaltet ebenso Matrixproteine und entfaltet einen weiteren proinflammatorischen<br />
Effekt, indem es neutrophile Granulozyten rekrutiert und eine vermehrte Freisetzung<br />
von Mediatoren aus benachbarten Mastzellen induziert (PEJLER et al.,<br />
2007). Der reparative Einfluss von Tryptase erfolgt durch eine mitogene Wirkung auf<br />
Fibroblasten, Endothelzellen und glatte Muskelzellen, welches eine Sekretion von<br />
Matrixproteinen, Angiogenese und Gewebsmodulation initiiert (WELLE, 1997). Außerdem<br />
wiesen RAUTER et al. (2008) nach, dass die Tryptase des Menschen IgE<br />
aufspaltet und postulierten daher eine wichtige Rolle von Tryptase bei der Kontrolle<br />
von allergischen Reaktionen.<br />
2.5 Protoonkogen c-kit<br />
Das Protoonkogen c-kit kodiert das Wachstumsfaktor-Rezeptorprotein KIT (CD117).<br />
KIT gehört zu der Familie der Typ 3 Tyrosinkinaserezeptoren und spielt eine wichtige<br />
Rolle bei der Regulation des Zellwachstums und der Zellhomöostase (WILLIAMS et<br />
al., 1990; ZSEBO et al., 1990). CD117 bekam die Bezeichnung KIT in den 80er Jahren,<br />
als die zelluläre Homologie dieses Tyrosinkinaserezeptors mit dem V-kit, einem<br />
Onkogen des felinen Retrovirus HZ4-FeSV festgestellt wurde (BESMER et al., 1986;<br />
YARDEN et al., 1987). KIT, ein 145-160 Kilodalton schweres Transmembranprotein,<br />
ist der Rezeptor für Stammzellfaktor (Stem cell factor, SCF). Nach der Bindung von
Literaturübersicht 40<br />
Stammzellfaktor an KIT folgt eine Phosphorylierung des Tyrosinkinaserezeptors, wodurch<br />
eine Kaskade an intrazytoplasmatischen Signalen erzeugt wird, welche beim<br />
Zellwachstum und bei der Zellentwicklung eine wichtige Rolle spielen (ASHMAN,<br />
1999; TAYLOR und METCALFE, 2000). In der Humanmedizin ist die essentielle Bedeutung<br />
der Expression von c-kit für die fetale und adulte Entwicklung von Mastzellen,<br />
Melanozyten, hämatopoetischen Stammzellen, intraepithelialen Lymphozyten,<br />
Cajalzellen sowie Keimzellen in mehreren Arbeiten dargelegt worden (LAMMIE et al.,<br />
1994; TAYLOR und METCALFE, 2000; GIBSON und COOPER, 2002). Beim Menschen<br />
wurde die Expression von c-kit mittels Durchflusszytometrie, Immunhistochemie<br />
sowie molekularbiologischen Methoden sowohl in normalen Geweben als auch<br />
in Neoplasien festgestellt (MATSUDA et al., 1993; TSUURA et al., 1994; ARBER et<br />
al., 1998). Neben seinen Funktionen bei der Proliferation, Differenzierung sowie der<br />
Hemmung der Apoptose (MATSUDA et al., 1993; TSUURA et al. 1994), spielt<br />
Stammzellfaktor (SCF) als Ligand des c-kit Rezeptors vermutlich noch eine Rolle bei<br />
der Migration und Degranulation von Mastzellen (COLUMBO et al., 1992;<br />
MEININGER et al., 1992). Eine vermehrte c-kit Expression wurde für verschiedene<br />
neoplastische Erkrankungen des Menschen beschrieben wie Mastozytose, gastrointestinale<br />
stromale Tumore („gastrointestinal stromal tumors, GISTs“), und Lungenkrebs<br />
(KRYSTAL et al., 1996; LONGLEY et al., 1996; HIROTA et al. 1998).<br />
Der CD117-Rezeptor wurde mittels Immunhistochemie auch bei verschiedenen Tierspezies<br />
nachgewiesen (LONDON et al., 1996; KOMURO, 1999; REGUERA et al.,<br />
2000; BETTINI et al., 2003; FROST et al., 2003), wobei beim Hund ein ähnliches Expressionsmuster<br />
wie beim Menschen beobachtet wurde (MORINI et al., 2004).<br />
Im nicht-neoplastisch veränderten Darm des Hundes zeigen Mastzellen bei einer<br />
immunhistochemischen Reaktion mit einem polyklonalen CD117-Antikörper eine diffuse<br />
Färbung der Zellmembran und des Zytoplasmas (MORINI et al., 2004). Eine<br />
starke c-kit Rezeptor Expression weisen kanine Mastzelltumore auf, wobei mit steigender<br />
Aggressivität des Wachstumsverhaltens des Tumors auch die c-kit Expression<br />
steigt (REGUERA et al., 2000; PASSANTINO et al., 2008). MA et al. (1999) sowie<br />
LONDON et al. (1999) vermuten, dass Mutationen des c-kit Protoonkogens die<br />
Enstehung oder Progressivität kaniner Mastzelltumore beeinflussen.
Literaturübersicht 41<br />
2.6 Immunglobulin E<br />
Immunglobulin E (IgE) ist einer der Haupteffektoren beim anaphylaktischen Schock<br />
und spielt eine wichtige Rolle bei der Etablierung einer akuten, allergischen Reaktion<br />
in Haut und Schleimhautmukosa.<br />
IgE stellt ein monomeres Protein mit 4 Domänen in der schweren Kette und einem<br />
Molekulargewicht von 188 kDa dar. IgE wurde 1966 als letzter Isotyp der Immungobuline<br />
von dem japanischen Forscherehepaar ISHIZAKA (ISHIZAKA et al., 1966)<br />
entdeckt. Die späte Entdeckung ist durch die vergleichsweise geringe Konzentration<br />
von freiem IgE im Blutplasma zu erklären (ca. 30 ng/ml Serum im Vergleich zu 9<br />
mg/ml IgG 1 beim Menschen). Die Charakterisierung von kaninem Immunglobulin E<br />
erfolgte fast zeitgleich zu dem des Menschen (ROCKEY und SCHWARTZMAN,<br />
1967). IgE wird größtenteils von Plasmazellen lokal in der Haut oder in Schleimhäuten<br />
bzw. in den regionären Lymphknoten produziert und nur im geringeren Umfang in<br />
den Plasmazellen der Milz erzeugt, was möglicherweise die niedrige Serumkonzentration<br />
des Immunglobulins erklärt (TADA und ISHIZAKA, 1970; HALLIWELL, 1975).<br />
Ein wichtiger Unterschied zu den übrigen Immunglobulinen besteht darin, dass IgE<br />
vorwiegend zellgebunden vorliegt.<br />
IgE bindet an Fc-Rezeptoren, die auf Mastzellen, basophilen Granulozyten, Monozyten,<br />
Thrombozyten und Makrophagen vorkommen. Bei den Rezeptoren unterscheidet<br />
man zwischen dem hoch affinen FcεRI-Rezeptor und dem FcεRII-Rezeptor<br />
(CD23).<br />
Der FcεRI-Rezeptor wird hauptsächlich auf Mastzellen und basophilen Granulozyten<br />
exprimiert und führt nach Bindung von IgE an diesen Rezeptor auf Mastzellen und<br />
anschließender Aggregation von Antigenen an IgE zum sogenanten „bridging“ (siehe<br />
Kap. 2.3.4.3), wodurch inflammatorische Lipidmediatoren, Zytokine und Chemokine<br />
freigesetzt werden. Deren Ausschüttung lockt vermehrt basophile und eosinophile<br />
Granulozyten an, was wiederum eine Th 1 -Immunantwort verstärkt. TURNER und<br />
KINET (1999) wiesen nach, dass hohe IgE-Konzentrationen zu einer deutlichen Zunahme<br />
von FcεRI an der Oberfläche von Mastzellen führen und somit eine erhöhte<br />
Sensibilität dieser Zellen gegenüber einer Aktivierung durch spezifische Antigene<br />
sowie eine stärkere IgE-vermittelte Freisetzung von Zytokinen und chemischen Me-
Literaturübersicht 42<br />
diatoren bewirken. HUMBERT et al. (1996) wiesen zudem nach, dass die Expression<br />
von FcεRI in der Tunica mucosa der Nase und Lunge bei Individuen mit allergischer<br />
Rhinitis sowie Asthma erhöht ist. Außerdem führt eine durch Allergene hervorgerufene<br />
Aktivierung von Mastzellen zu einer erhöhten Interaktion dieser Zellen mit CD40<br />
exprimierenden dendritischen Zellen und B-Zellen Dieser Kontakt mit B-Zellen sowie<br />
die Sekretion der Interleukine 4 und 13 induzieren ein Antikörper-Switching zu IgE,<br />
und stellen gleichzeitig einen positiven Rückkopplungsmechanismus für die lokale<br />
IgE Synthese dar (GOULD et al., 2003).<br />
Bei einer Quervernetzung von FcεRI-Rezeptoren nach Antigenbindung von IgE auf<br />
basophilen Zellen werden Th 2 -Zytokine wie IL-2 und IL-13 freigesetzt. Auch Antigen<br />
präsentierende Zellen (APC) verfügen über FcεRI-Rezeptoren. Vor allem den dendritischen<br />
Zellen in der peripheren Blutbahn kommt eine besondere Bedeutung zu. Diese<br />
Zellen exprimieren zum einen eine größere Menge an FcεRI als z.B. Monozyten,<br />
zum anderen ist die Aktivierung von Th-Zellen durch dendritische Zellen 5 bis 10 Mal<br />
effizienter als durch Monozyten (MAURER et al., 1996). Dendritische Zellen migrieren<br />
von dem Ort der Antigenaufnahme zum regionären Lymphknoten, wo die Antigenpräsentation<br />
an Th-Zellen stattfindet. Dadurch bleibt ihr Wirkspektrum regional<br />
begrenzt. Die APC verfügen über starke immunmodulatorische Eigenschaften in<br />
Form von Zytokinen (z.B. IL-1 und TNF-α). Diese Zytokine locken wiederum<br />
proinflammatorische Zellen an. Somit spielen die APC nach Aktivierung ihrer FcεRI-<br />
Rezeptoren durch Allergene vermutlich eine wichtige Rolle bei der Enstehung<br />
und/oder Unterhaltung einer regionalen Entzündung bei allergischen Reaktionen<br />
(GOULD et al., 2003).<br />
Der FcεRII-Rezeptor weist eine geringere Affinität gegenüber IgE auf und kommt<br />
permanent auf B-Zellen vor. Eine Expression dieses Rezeptors kann durch IL-4 zudem<br />
auf Makrophagen, Thrombozyten, eosinophilen Granulozyten und T-Zellen induziert<br />
werden (ROMAGNANI, 2000; GOULD et al., 2003; ERB, 2007). FcεRII<br />
(CD23) ist beteiligt an einem negativen Rückkopplungsmechanismus der IgE Synthese.<br />
PAYET und CONRAD (1999) zeigten in verschiedenen Maus-Modellen, dass<br />
CD23 transgene Mäuse an IgE-Defizienz leiden, während CD23 knock-out Mäuse<br />
eine Überexpression an IgE aufweisen. Zudem wird FcεRII eine Rolle bei dem
Literaturübersicht 43<br />
Transport von IgE zugeschrieben. In einer Studie von YANG et al. (2000) waren<br />
CD23 exprimierende Enterozyten von Ratten mit Futtermittelallergie in der Lage, luminal<br />
gebildete IgE-Antigen-Komplexe durch das Epithel zu schleusen, wo das IgE<br />
eine lokale Hypersensitivitätsreaktion auslöste.<br />
Wie zuvor schon erwähnt, besteht die bekannteste Funktion von IgE in der Initiierung<br />
und Etablierung allergischer Reaktionen (GOULD et al., 2003; ERB, 2007;<br />
HAMMERBERG, 2009). Obwohl sowohl beim Menschen als auch beim Hund in verschiedenen,<br />
ambivalenten Studien eine Korrelation zwischen der gesamten und/oder<br />
Allergen-spezifischen IgE-Serumkonzentration einerseits und der klinischen Manifestation<br />
von allergischen Erkrankungen wie Asthma, atopische Dermatitis und Ernährungsüberempfindlichkeit<br />
anderseits nicht signifikant nachgewiesen werden konnte,<br />
ist eine Initiierungssrolle von IgE bei der Entzündung im Rahmen von allergischen<br />
Reaktionen jedoch in der einschlägigen Literatur unumstritten (HILL et al., 1995;<br />
FRASER et al., 2003; WOOD et al., 2007; WANG et al., 2008). Eine weitere Rolle<br />
von IgE wird in der schützenden Immunität bei parasitären Infektionen gesehen<br />
(CAPRON und CAPRON, 1994; TURNER et al., 2005; MITRE und NUTMAN, 2006).<br />
Außerdem haben mehrere epidemiologische Studien eine Korrelation zwischen der<br />
IgE-Konzentration des Blutserums und einer Resistenz gegen eine Infektion mit<br />
Helminthen für Mensch und Hund dargelegt (GUILFORD, 1996; GOULD et al.,<br />
2003). Einige Studien bezweifeln jedoch, ob spezifische Antikörper gegen Parasiten<br />
essentiell sind bei der Etablierung einer parasitären Immunität. ELSE und<br />
FINKELMAN (1998) postulieren, dass die durch Parasiten hervorgerufene IgE-<br />
Immunantwort unabhängig von der vom Wirtsorganismus eingeleiteten Entzündungsreaktion<br />
abläuft. HAMMERBERG (2009) beschreibt, dass bei adulten Hunden hohe<br />
Parasiten-spezifische IgE-Serumkonzentrationen keinen Schutz gegen eine Reinfektion<br />
mit gängigen Nematoden wie Trichuris und Ancylostoma gewährleisten.<br />
In einer quantitativen Studie von LOCHER et al. (2001) wurde mittels Immunhistochemie<br />
und in situ-Hybridisierung die Expression von IgE Protein, IgE-mRNA und IL-<br />
4 im Gastrointestinaltrakt von an IBD erkrankten Hunden untersucht. Im Vergleich zu<br />
gesunden Hunden ist die Expression von IgE Protein auf Zellen in der Darmmukosa<br />
bei an IBD erkrankten Tieren signifikant erhöht. Interessanterweise wurden in der
Literaturübersicht 44<br />
Tunica mucosa des Magendarmtraktes der Hunde kaum IgE mRNA oder IL-4 mRNA<br />
positive Zellen beobachtet. Vielmehr fand sich eine Häufung dieser Zellen in den<br />
Mesenteriallymphknoten. LOCHER et al. (2001) vermuten aufgrund ihrer Ergebnisse,<br />
dass eine Hypersensitivitätsreaktion auf bakterielle oder alimentäre Antigene pathogenetisch<br />
eine Rolle bei der kaninen IBD spielt.
Material und Methoden 45<br />
3 Material und Methoden<br />
3.1 Untersuchungsmaterial<br />
3.1.1 Probengewinnung<br />
Die Proben für die vorliegende <strong>Diss</strong>ertation wurden im Rahmen eines Kooperationsprojektes<br />
von Prof. Dr. Hewicker Trautwein (Institut für Pathologie, Stiftung <strong>Tierärztliche</strong><br />
<strong>Hochschule</strong> Hannover) und Prof. Dr. I. Nolte (Klinik für Kleintiere, Stiftung <strong>Tierärztliche</strong><br />
<strong>Hochschule</strong> Hannover) im Zeitraum von 2000 bis 2004 von 64 Hunden mit<br />
Verdacht auf chronische, idiopathische Darmentzündung gewonnen. Aus verschiedenen<br />
Lokalisationen des Gastrointestinaltraktes wurden dazu laparatomisch mehrere<br />
Vollschichtbioptate in der Klinik für Kleintiere entnommen und zur histopathologischen<br />
Untersuchung in 10%igem Formalin (pH 7, Fa. CHV Chemie-Vertrieb, Hannover)<br />
an das Institut für Pathologie übersandt. Alle bioptierten Hunde zeigten klinische<br />
IBD-Symptome wie chronischer Durchfall und/oder Erbrechen über einen Zeitraum<br />
von mindestens 3 Wochen. Einige Tiere zeigten zusätzlich Inappetenz, abdominalen<br />
Schmerz, Tenesmus oder Flatulenz. Andere differentialdiagnostisch relevante Erkrankungen<br />
wurden mittels labordiagnostischer, parasitologischer und sonstiger klinischer<br />
Untersuchungen weitestgehend ausgeschlossen. Die entnommenen Proben<br />
waren Bestandteil einer retrospektiven Studie von KLEINSCHMIDT et al. (2006) über<br />
die diagnostische Aussagekraft von Vollschichtbioptaten bei Hunden mit chronischer<br />
Darmentzündung.<br />
Aus der obengenannten Kasuistik wurden im Rahmen der vorliegenden Doktorarbeit<br />
an Proben von 11 Hunden immunhistochemische Untersuchungen durchgeführt<br />
(siehe Tabelle 3.1). Für Vergleichszwecke wurden transmurale Bioptate von 14<br />
histopathologisch darmgesunden Hunden verwendet (siehe Tabelle 3.2). Die Biopsieentnahme<br />
erfolgte laparatomisch unter Vollnarkose mithilfe einer 4 mm Stanze zur<br />
Entnahme von Hautbioptaten (Fa. GE Healthcare, Garbsen) an mehreren Lokalisationen<br />
des Gastrointestinaltraktes (Magen, Duodenum descendens, Jejunum, Ileum<br />
und Kolon descendens). Es stand jeweils eine Probe pro Lokalisation zur Verfügung.
Material und Methoden 46<br />
Die Kontrollhunde wurden anschließend aufgrund einer Grunderkrankung mit infauster<br />
Prognose ad tabulam euthanasiert (siehe Tabelle 3.2).<br />
3.1.2 Fixierung und Aufarbeitung der Proben<br />
Die aus der Klinik für Kleintiere übersandten Biopsien wurden für 24 Stunden in gepuffertem,<br />
10%igem Formalin (pH 7) fixiert und mithilfe eines Gewebeeinbettautomaten<br />
(Pathcenter, Fa. Thermofischer scientific inc., Dreieich) nach einem standardisierten<br />
Laborprotokoll in einer aufsteigenden Alkoholreihe entwässert, paraffingängig<br />
gemacht und in Paraffin verbracht. Die anschließende Einbettung in Paraplast Plus ®<br />
erfolgte an einem Paraffinarbeitsplatzgerät (Tissue Tek ® V Tec TM , Fa. Sakura Finetek,<br />
Torrance). Im weiteren Verlauf wurden von jedem Paraffinblock 2-3 µm dicke<br />
Serienschnitte an einem Schlittenmikrotom (Modell H400R) der Fa. Microm, Heidelberg,<br />
angefertigt, welche auf Objektträger aufgezogen und im Wärmeschrank bei<br />
65°C für 1,5 - 2 Stunden getrocknet wurden. Die anschließende Aufbewahrung der<br />
Gewebeschnitte bis zur Verwendung erfolgte bei Raumtemperatur im Dunkeln.
Material und Methoden 47<br />
Tabelle 3.1: Übersicht über die histopathologischen Befunde bei an eosinophiler<br />
Gastroenterokolitis erkrankten Hunden<br />
Lfd. Nr. E-Nr. Rasse Alter Geschlecht Magen Duodenum Jejunum Ileum Kolon<br />
1 E 4166/00 Labrador 4 J. MK + NU ++ NU +<br />
2 E 2739/00 RR 2 J. M + +++ ++ NA ++<br />
3 E 2282/03 DSH 7,5 J. WK + ++ o.b.B NU o.b.B<br />
4 E 4656/02 Dackel 6 J. WK NA NA ++ + NA<br />
5 E 1262/00 Dackel 3 J. M o.b.B o.b.B + NU ++<br />
6 E 3637/00 DSH 7 J. M o.b.B o.b.B + + +<br />
7 E 4248/03 Neufundl. 7,5 J. W o.b.B o.b.B o.b.B o.b.B +<br />
8 E 3895/03 Mischling 2,5 J. M o.b.B o.b.B o.b.B o.b.B ++<br />
9 E 4884/00 Chih. 1 J. W o.b.B o.b.B o.b.B o.b.B +<br />
10 E 5109/02 Labrador 1 J. M o.b.B o.b.B NA NA +<br />
11 E 3559/04 Weimar. 5,5 J. W NU + o.b.B o.b.B +<br />
Lfd. Nr. = laufende Nummer; E-Nr. = Einsendungsnummer; RR = Rhodesian Ridgeback; DSH = Deutscher Schäferhund; Neufundl.<br />
= Neufundländer; Chih. = Chihuahua; Weimar. = Weimaraner; J. = Jahr bzw. Jahre; M = männlich; MK = männlich kastriert;<br />
W = weiblich; WK = weiblich kastriert; + = geringgradige eosinophile Infiltration; ++ = mittelgradige eosinophile Infiltration;<br />
+++ = hochgradige eosinophile Infiltration; NU = nicht untersucht; NA = nicht auswertbar; o.b.B. = ohne besonderen Befund;<br />
Tabelle 3.2: Kontrollhunde und deren klinische Diagnosen<br />
Lfd. Nr. E-Nr. Rasse Alter Geschlecht Klinische Hauptdiagnose<br />
1 E 4558/02 Ir. Setter 1 M. W Dextroposition der Aorta<br />
2 E 2532/04 Retriever 2 M. M Leberzirrhose<br />
3 E 4899/00 Boxer 5 M. M Multiple Frakturen<br />
4 E 3761/04 Mops 7 M. M Neurologische Ausfallserscheinungen<br />
5 E 1708/00 Rottweiler 1 J. W Bandscheibenvorfall<br />
6 E 1246/00 Doberm. 3 J. M Nasales Plattenepithelkarzinom<br />
7 E 2474/00 Retriever 3,5 J. W Metastasierender abdominaler Tumor, Pankreatitis<br />
8 E 2996/00 Ber. Senn. 7 J. MK Intraorbitales Histiozytom<br />
9 E 4110/00 Rottweiler 7 J. W Osteosarkom<br />
10 E 3672/00 Neufundl. 8 J. M Kutanes Plattenepithelkarzinom<br />
11 E 1756/00 Mischling 8,5 J. W Mammatumor<br />
12 E 3066/00 Mischling 13 J. W Nierenversagen<br />
13 E 3642/00 Mischling 16 J. M Perianaldrüsentumor<br />
14 E-2631/00 Mischling 17 J. W Vaginaltumor<br />
Lfd. Nr. = laufende Nummer; E-Nr. = Einsendungsnummer; Ir. Setter = Irish Setter; Doberm. = Dobermann; Ber. Senn. = Berner<br />
Sennenhund; Neufundl. = Neufundländer; M. = Monat bzw. Monate; J. = Jahr bzw. Jahre; M = männlich; MK = männlich kastriert;<br />
W = weiblich;
Material und Methoden 48<br />
3.2 Hämalaun-Eosin (H.E.) Färbung<br />
Um die Verdachtsdiagnose einer chronischen idiopathischen Entzündung des<br />
Gastrointestinaltraktes zu überprüfen wurde von jeder eingesandten Gewebeprobe<br />
ein Paraffinschnitt mit Hämalaun-Eosin angefärbt. Die Färbung erfolgte vollautomatisiert<br />
mittels eines Färbeautomaten (Fa. Leica Microsystems Nusswell GmbH, Wetzlar)<br />
nach einem standardisierten Laborprotokoll. Die Gewebeschnitte wurden anschließend<br />
lichtmikroskopisch untersucht.<br />
3.3 Histologische Untersuchung der Gewebeproben und<br />
Einteilung in die Inflammatory Bowel Disease Formen<br />
Die Gewebeschnitte der Magen-Darm Biopsien wurden im Rahmen der Kasuistik von<br />
KLEINSCHMIDT et al. (2006) wie oben beschrieben einer H.E. Färbung unterzogen<br />
und anhand der histopathologischen Befunde bewertet und dem vorherrschenden<br />
Entzündungszelltyp entsprechend einer IBD-Form zugeordnet.<br />
Da bei einer histopathologischen Einteilung und/oder Graduierung die Subjektivität<br />
des Untersuchers eine Rolle spielt, wurden die Bioptate anhand des von JERGENS<br />
et al. (1992, 2003) entwickelten Einteilungsschemas für IBD beurteilt. Die Bewertung<br />
des Schweregrades der Erkrankung wird hierbei vor allem von der Entzündungszellinfiltration<br />
und den architektonischen Veränderungen der Darmmukosa bestimmt. In<br />
der Tabelle 3.3 sind die Beurteilungskriterien von JERGENS et al. (1992) zusammengefasst.<br />
Mittlerweile existiert von der „Gastrointestinal Standardization Group“<br />
der „World Small Animal Veterinary Association“ (WSAVA) eine als Richtlinie gedachte<br />
Veröffentlichung, welche die histopathologischen Kriterien bei der Diagnosefindung<br />
von IBD beschreibt. Bei diesem standardisierten Verfahren werden ähnlich<br />
wie bei JERGENS et al. (1992) morphologische Veränderungen der Schleimhaut<br />
(z.B. mukosale Atrophie oder Kryptdilatation) sowie der vorherschende Entzündungszelltyp<br />
in Epithel und Lamina propria anhand einer Graduierung berücksichtigt<br />
(DAY et al., 2008)
Material und Methoden 49<br />
Tabelle 3.3 Histologisches Graduierungsschema nach JERGENS et al. (1992)<br />
Grad der entzündlichen Veränderung<br />
Histopathologische Veränderung gerringgradig mittelgradig hochgradig<br />
Entzündungszellinfiltration x x x<br />
Architektonische Veränderungen<br />
(Kryptdilatation/-atrophie; Erosion/<br />
Ulzeration; Zottenatrophie/-fusion)<br />
- - x<br />
Darmepithel<br />
o.b.B.<br />
fokale Nekrose<br />
und/oder<br />
multifokale<br />
Nekrosen<br />
unreife Zellen<br />
x = vorhanden; - = nicht vorhanden; o.b.B. = ohne besonderen Befund;<br />
Für die vorliegende Arbeit wurden nur Proben von Hunden mit eosinophiler<br />
Gastroenterokolitis herangezogen. Bei diesen 11 Hunden der besagten Kasuistik<br />
wurde eine eosinophile Enteritis und/oder Kolitis festgestellt, wobei 3 Tiere zusätzlich<br />
eine Gastritis aufwiesen. Die Tabelle 3.1 gibt einen nach Darmabschnitten unterteilten<br />
Überblick über Grad und Veränderungen bei den erkrankten Hunden.
Material und Methoden 50<br />
3.4 Vorversuche zur Immunhistochemie und Immunfluoreszenz<br />
Im Rahmen dieser <strong>Diss</strong>ertation sollten Mastzellen sowie IgE-positive Zellen immunhistochemisch<br />
sichtbar gemacht werden. Dazu war außer immunhistochemischen<br />
Einzelfärbungen von IgE und c-kit, eine immunhistochemische Doppelmarkierung<br />
von IgE und c-kit vorgesehen. Obwohl die Einzelreaktionen zum Nachweis von IgE<br />
und c-kit immer positiv verliefen, konnte eine gleichzeitige Darstellung dieser Epitope<br />
mittels Doppelfäbung nicht erzielt werden. Die Etablierung einer geeigneten immunhistochemischen<br />
Fäbemethode wurde trotz Einsatz verschiedener Antikörper (direkt<br />
gekoppelte bzw. ungekoppelte Primärantikörper und Primär-/Sekundärantikörper<br />
verschiedener Firmen), unterschiedlicher Detektionssysteme (ABC-Methode mit und<br />
ohne Tyraminsignalverstärkung, AP-ABC-Methode), unterschiedlicher Demaskierungslösungen<br />
(Citratpuffer, Demaskierungslösung G, Pronase E, Proteinase K, Protease<br />
XIV sowie eine doppelte Demaskierung mit Citratpuffer und den verschiedenen<br />
anderen Demaskierungslösungen), und Färbereagenzien (Histogreen ® , VectorBlue ® ,<br />
DAB) nicht erreicht. Auch mittels Variieren der Inkubationszeiten, Verdünnungsstufen<br />
und der Reihenfolge der eingesetzten Antikörper konnte keine eindeutige Doppelmarkierung<br />
erzielt werden. In einem weiteren Anlauf wurde versucht, mittels Immunfluoreszenz<br />
eine Doppelmarkierung von IgE und c-kit zu erzielen (direkt gekoppelter<br />
IgE-FITC Antikörper sowie anti-CD117 Primärantikörper mit Cy3 Sekundärantikörper,<br />
Absorptionsspektrum 495 bzw. 550 nm). Obwohl auch hier die Einzelreaktionen gelangen,<br />
konnte eine gleichzeitige Darstellung der Epitope nicht erzielt werden
Material und Methoden 51<br />
3.5 Immunhistochemie<br />
Um die Beteiligung von Mastzellen und IgE-positiven Zellen zu untersuchen, wurden<br />
die Bioptate der 14 Kontrollhunde und der 11 an eosinophiler Gastroenteritis/Enteritis/Enterokolitis<br />
oder Kolitis erkrankten Tiere immunhistochemisch untersucht.<br />
Mastzellen tragen an ihrer Zelloberfläche einen sog. c-kit-Rezeptor, der sich<br />
immunhistologisch darstellen lässt (siehe Kapitel 2.5). Sowohl IgE als auch c-kit wurden<br />
mittels polyklonaler Antikörper und der Streptavidin-Biotin-Peroxidase-Komplex-<br />
Methode immunhistochemisch sichtbar gemacht.<br />
3.5.1 Antikörper und Seren<br />
Um Mastzellen darzustellen, wurde ein polyklonaler Antikörper aus dem Kaninchen<br />
gegen den humanen c-kit-Rezeptor CD117 (Fa. DakoCytomation GmbH, Hamburg)<br />
eingesetzt. IgE wurde mittels eines FITC-gekoppelten, polyklonalen Antikörpers aus<br />
der Ziege markiert (Fa. Bethyl, Montgomery, Texas, USA). Für die immunhistochemische<br />
Färbung von IgE wurde anschließend ein gegen FITC gerichteter polyklonaler<br />
Zweitantikörper aus der Ziege eingesetzt (Fa. Vector Laboratories Inc., Burlingame,<br />
Kalifornien, USA). Bei der Detektion von c-kit kam ein polyklonaler Sekundärantikörper<br />
aus der Ziege gegen Kaninchen IgG (H+L) der Fa. Vector Laboratories Inc. (Burlingame,<br />
Kalifornien, USA) zum Einsatz. Die beiden Primärantikörper wurden in<br />
Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung (PBS), der zuvor 1%iges Serumalbumin (Fa.<br />
Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Taufkirchen) zugegeben wurde, frisch angesetzt. Die<br />
beiden Sekundärantikörper wurden in 1000 µl gepuffertem PBS verdünnt. Alle verwendeten<br />
Antikörper wurden unverdünnt im Dunkeln bei 4°C kühl gelagert.<br />
Eine Übersicht der verwendeten Antikörper ist in Tabelle 3.4 dargestellt.
Material und Methoden 52<br />
Tabelle 3.4. Übersicht der verwendeten polyklonalen Primär- und Sekundärantikörper, des<br />
Detektionssystems bzw. der Verstärkungsreaktion<br />
Epitope<br />
Antikörper/<br />
Verdünnung<br />
Primär-<br />
Sekundär-<br />
Antikörper/<br />
Verdünnung<br />
Detektionssystem<br />
Verstärkungsreaktion<br />
bzw.<br />
c-kit<br />
Kaninchen<br />
Mensch<br />
Verd.1:500<br />
anti-<br />
CD117<br />
biot. Ziege anti-<br />
Kaninchen IgG<br />
Verd. 1:200<br />
ABC-biot. Tyramin-ABC<br />
IgE<br />
Ziege anti-Hund<br />
IgE, FITCkonjugiert<br />
Verd. 1:5000<br />
biot. Ziege anti-FITC<br />
Immunglobulin<br />
Verd. 1:200<br />
ABC<br />
biot. = biotinyliert; IgG = Immunglobulin G; IgE = Immunglobulin E; ABC = Avidin-Biotin-Peroxidase-<br />
Komplex; biot. Tyramin = biotinyliertes Tyramin; Verd. = Verdünnung<br />
3.5.2 Verstärkungsreaktion<br />
Bei den ersten immunhistochemischen Versuchen war bei der c-kit Farbreaktion eine<br />
deutliche unspezifische Hintergrundfärbung sichtbar. Neben den üblichen Maßnahmen<br />
(siehe Kap. 3.5.5) zur Reduzierung der Hintergrundfärbung wurde daher eine<br />
Verstärkungreaktion mit biotinyliertem Tyramin durchgeführt (VON WASIELEWSKI et<br />
al., 1997; TODA et al., 1999). Der Vorteil einer Verstärkungsmethode liegt darin,<br />
dass der Erstantikörper in einer viel höheren Verdünnungsstufe eingesetzt werden<br />
kann, was wiederum zur Folge hat, dass unspezifische Bindungsreaktionen des Antikörpers<br />
auf ein Minimum reduziert werden. Bei der tyraminverstärkten Immunhistochemie<br />
wird an einen bereits gebundenen, Peroxidase-markierten ABC-Komplex in<br />
einem weiteren Schritt zusätzlich biotinyliertes Tyramin gebunden. Durch die anschließende<br />
Reaktion von Tyramin mit Wasserstoffperoxid (H 2 O 2 ) entstehen neue<br />
Bindungsstellen, an die sich im darauf folgenden Schritt mit dem gleichen Peroxidase-markierten<br />
ABC-Komplex weitere Komplexanlagerungen anheften. Die Folge der
Material und Methoden 53<br />
Prozedur ist eine wesentliche Vermehrung von gebundener Peroxidase, was eine<br />
erhebliche Signalverstärkung bewirkt.<br />
3.5.3 Spezifitätskontrollen<br />
Spezifitätskontrollen, auch Negativ- bzw. Positivkontrollen genannt, dienen der Überprüfung<br />
der Reaktivität der eingesetzten Reagenzien und ermöglichen die Beurteilung,<br />
ob eine immunhistochemische Reaktion spezifisch oder unspezifisch ist. Als<br />
Positivkontrollen für die IgE-Reaktionen wurden Hautschnitte eines an allergischer<br />
Dermatitis erkrankten Hundes verwendet. Die H.E gefärbten Hautschnitte wiesen<br />
zahhlreiche Mastzellen, eosinophile Granulozyten und Plasmazellen auf. Zum Nachweis<br />
von c-kit wurden Schnitte eines gut differenzierten, kaninen Mastzelltumors sowie<br />
die obengenannten Hautschnitte mitgeführt. Als Negativkontrolle wurde pro 10 zu<br />
untersuchende Schnitte jeweils ein Gewebeschnitt eines Kontrollhundes mit normaler<br />
Darmmorphologie eingesetzt. Anstelle des Erstantikörpers für c-kit wurde Kaninchenserum<br />
nicht immunisierter Kaninchen verwendet. Hiermit wird eine potentielle<br />
unspezifische Bindung von im Primärantikörper enthaltenen Proteinen nachgeahmt.<br />
Das Kaninchenserum wurde in einer Konzentration von 1:3000 unter Verwendung<br />
von 1%igem PBS direkt vor Gebrauch frisch angesetzt. Bei der IgE-Reaktion wurde<br />
statt des Erstantikörpers gepuffertes PBS eingesetzt.<br />
3.5.4 Durchführung der Immunhistochemie (ABC-Methode)<br />
3.5.4.1 Protokoll der IgE-Reaktion<br />
1. Entparaffinierung der formalinfixierten Paraffinschnitte in Rotihistol (Fa. Roth C.<br />
GmbH & Co. KG, Karlsruhe), 3x5 Minuten.<br />
2. Rehydrierung der Schnitte in einer absteigenden Alkoholreihe (Isopropanol,<br />
90%iger und 70%iger Alkohol, jeweils 5 Minuten).<br />
3. 30 minütige Hemmung der endogenen Peroxidase in 0,5%igem Wasserstoffperoxid<br />
(Fa. VWR TM International GmbH, Darmstadt) bei Raumtemperatur.<br />
4. Dreimaliges Spülen der Schnitte in PBS für 5 Minuten bei Raumtemperatur.<br />
5. Enzymatische Demaskierung der Antigene mit Pronase E (Fa. Merck, Darmstadt)<br />
für 20 Minuten bei 37°C im Brutschrank.
Material und Methoden 54<br />
6. Dreimaliges Spülen der Schnitte in PBS für 5 Minuten bei Raumtemperatur.<br />
7. Objektträger auf Shandon Coverplates TM und in Shandon Sequenza ® -Slide<br />
Racks überführen (beides von der Fa. Thermo Electron, Dreieich).<br />
8. Überschichten der Gewebsschnitte mit 1:5 verdünntem, inaktiviertem Ziegen-<br />
Normalserum in PBS, 20 minütige Inkubation bei Raumtemperatur.<br />
9. Inkubation der Schnitte mit dem FITC-konjugierten Ziege anti-Hund IgE Primär-<br />
Antikörper (Fa. Bethyl, Montgomery, Texas, USA), Verdünnung 1:5000 in<br />
1%igem bovinem Serumalbumin (BSA) für 18 Stunden bei 4°C.<br />
10. Dreimaliges Spülen der Schnitte in PBS für 5 Minuten bei Raumtemperatur.<br />
11. Inkubation der Schnitte mit dem Sekundär-Antikörper (biotinyliertes Ziege anti-<br />
FITC-Ig der Firma Vector Laboratories Inc., Burlingame, Kalifornien, USA), Verdünnung<br />
1:200.<br />
12. Dreimaliges Spülen der Schnitte in PBS für 5 Minuten bei Raumtemperatur.<br />
13. Inkubation der Schnitte mit ABC-Reagenz für 30 Minuten bei Raumtemperatur<br />
(Fa. Vector Laboratories Inc., Burlingame, Kalifornien).<br />
14. Dreimaliges Spülen der Schnitte in PBS für 5 Minuten bei Raumtemperatur.<br />
15. Überführen der Gewebsschnitte aus den Coverplates zurück in Küvetten.<br />
16. Enzymhistochemische Reaktion mit gefiltertem 3`3 Diaminobenzidin-<br />
Tetrahydrochlorid (DAB, Sigma-Aldrich), gelöst in PBS mit 0,05%igem H 2 O 2 für<br />
10 Minuten bei Raumtemperatur auf einem Magnetrührer.<br />
17. Einmaliges Waschen der Schnitte in PBS für 5 Minuten bei Raumtemperatur.<br />
18. Verbringen in fließendes Leitungswasser und 10 Minuten spülen.<br />
19. Gegenfärben der Schnitte mit Hämalaun nach Mayer (Roth, Karlsruhe) für 10<br />
Sekunden bei Raumtemperatur.<br />
20. Bläuen der Schnitte in fließendem Leitungswasser für 5 Minuten bei Raumtemperatur.<br />
21. Entwässern der Gewebsschnitte in einer aufsteigenden Alkoholreihe (50%iger-,<br />
70%iger-, 96%iger-Alkohol, 2 x Essigsäure-n-butylester, jeweils 5 Minuten).<br />
22. Eindecken der Objektträger mit Roti ® -Histokitt (Fa. Roth, Karlsruhe).
Material und Methoden 55<br />
3.5.4.2 Protokoll der c-kit-Reaktion<br />
1. Entparaffinierung der formalinfixierten Paraffinschnitte in Rotihistol (Fa. Roth C.<br />
GmbH & Co. KG, Karlsruhe), 3x5 Minuten.<br />
2. Rehydrierung der Schnitte in einer absteigenden Alkoholreihe (Isopropanol,<br />
90%iger und 70%iger Alkohol, jeweils 5 Minuten).<br />
3. 30 minütige Hemmung der endogenen Peroxidase in 0,5%igem Wasserstoffperoxid<br />
(Fa. VWR TM International GmbH, Darmstadt) bei Raumtemperatur.<br />
4. Dreimaliges Spülen der Schnitte in PBS für 5 Minuten bei Raumtemperatur.<br />
5. Thermische Demaskierung der Antigene mit Citratpuffer (Fa. Quartett, Berlin) für<br />
20 Minuten bei 90°C in der Mikrowelle.<br />
6. Dreimaliges Spülen der Schnitte in PBS für 5 Minuten bei Raumtemperatur.<br />
7. Objektträger auf Shandon Coverplates TM und in Shandon Sequenza ® -Slide<br />
Racks überführen (beides von der Fa. Thermo Electron, Dreieich).<br />
8. Überschichten der Gewebsschnitte mit 1:5 verdünntem, inaktiviertem Ziegen-<br />
Normalserum in PBS, 20 minütige Inkubation bei Raumtemperatur.<br />
9. Inkubation der Schnitte mit Kaninchen anti-Mensch CD117 Primär-Antikörper<br />
(Fa. DakoCytomation GmbH, Hamburg), Verdünnung 1:500 in 1%igem bovinem<br />
Serumalbumin (BSA) für 2 Stunden bei 37°C im Brutschrank.<br />
10. Dreimaliges Spülen der Schnitte in PBS für 5 Minuten bei Raumtemperatur.<br />
11. Inkubation der Schnitte mit dem Sekundär-Antikörper (biotinyliertes Ziege anti-<br />
Kaninchen IgG der Firma Vector Laboratories Inc., Burlingame, Kalifornien,<br />
USA).<br />
12. Dreimaliges Spülen der Schnitte in PBS für 5 Minuten bei Raumtemperatur.<br />
13. Inkubation der Schnitte mit ABC-Reagenz für 30 Minuten bei Raumtemperatur<br />
(Fa. Vector Laboratories Inc., Burlingame, Kalifornien).<br />
14. Dreimaliges Spülen der Schnitte in PBS für 5 Minuten bei Raumtemperatur.<br />
15. Überschichten der Gewebsschnitte mit 0,5%igem Tyramin ( Fa. Pierce, Rockford<br />
Illinois, USA).<br />
16. Dreimaliges Spülen der Schnitte in PBS für 5 Minuten bei Raumtemperatur.<br />
17. Erneute Inkubation der Schnitte mit ABC-Reagenz für 15 Minuten bei Raumtemperatur.
Material und Methoden 56<br />
18. Dreimaliges Waschen der Schnitte in PBS für 5 Minuten bei Raumtemperatur.<br />
19. Überführen der Gewebsschnitte aus den Coverplates zurück in Küvetten.<br />
20. Enzymhistochemische Reaktion mit gefiltertem 3’3 Diaminobenzidin-<br />
Tetrahydrochlorid (DAB, Sigma-Aldrich), gelöst in PBS mit 0,05%igem H 2 O 2 für<br />
10 Minuten bei Raumtemperatur auf einem Magnetrührer.<br />
21. Einmaliges Waschen der Schnitte in PBS für 5 Minuten bei Raumtemperatur.<br />
22. Verbringen in fließendes Leitungswasser und 10 Minuten spülen.<br />
23. Gegenfärben der Schnitte mit Hämalaun nach Mayer (Roth, Karlruhe) für 10 Sekunden<br />
bei Raumtemperatur.<br />
24. Bläuen der Schnitte in fließendem Leitungswasser für 5 Minuten bei Raumtemperatur.<br />
25. Entwässern der Gewebsschnitte in einer aufsteigenden Alkoholreihe (50%iger,<br />
70%iger, 96%igerAlkohol; 2 x Essigsäure-n-butylester, jeweils 5 Minuten).<br />
26. Eindecken der Objektträger mit Roti ® -Histokitt (Fa. Roth, Karlsruhe).<br />
3.5.5 Unspezifische Hintergrundfärbung<br />
Um eine unspezifische Hintergrundfärbung zu vermeiden wurden bei der Durchführung<br />
der immunhistochemischen Untersuchungen verschiedene Maßnahmen ergriffen.<br />
Zum einen gilt es, die endogene Enzymaktivität des Gewebes zu unterbinden<br />
und zum anderen, unspezifische Antikörperbindungen zu vermeiden. Um die endogene<br />
Peroxidase des Darms zu hemmen, welche bei einer Detektion mit dem ABC-<br />
System stört, wurden die Schnitte nach der Entparaffinierung des Gewebes in<br />
0,5%igem Wasserstoffperoxid (H 2 O 2 ) gespült. Um eine unspezifische Bindung von<br />
Antikörper an Gewebeproteine zu vermeiden, wurden die Schnitte zuvor mit 1:5 verdünntem,<br />
inaktiviertem Ziegen-Normalserum überschichtet. Durch die Serumproteine<br />
werden hydrophobe Wechselwirkungen abgeschirmt und die anschließende Inkubation<br />
mit dem Primärantikörper führt ausschließlich zur spezifischen Bindung an dessen<br />
Epitope. Das hierbei verwendete Blockserum stammt aus der Tierspezies, in<br />
welcher der Sekundärantikörper hergestellt wurde, was zusätzlich eine unspezifische<br />
Bindung des Sekundärantikörpers vermeidet. Eine weitere Maßname, um die Bindung<br />
des hydrophoben Erstantikörpers an Gewebeproteine zu vermeiden, stellt die
Material und Methoden 57<br />
Zugabe von 1%igem Rinderserumalbumin (BSA) zum Verdünnungsmedium des Antikörpers<br />
dar. Dabei binden sich die hydrophoben Immunglobuline an die Proteine<br />
des Verdünnungsmediums und können somit nicht mehr mit den Gewebsproteinen<br />
reagieren.<br />
Da bei immunhistochemischen Reaktionen mithilfe eines konventionellen ABC-<br />
Systems (pH-Wert von 7,6) häufig eine unspezifische Färbung von Mastzellen auftritt,<br />
wurde der pH-Wert des zur Verdünnung der ABC-Substrate verwendeten PBS<br />
von 7,4 auf 9,4 erhöht. Diese von BUSSOLATI und GUGLIOTTA (1983) beschriebene<br />
Methode verhindert, dass die basischen Gruppen des Avidins mit dem in Mastzellen<br />
enthaltenen Heparin reagieren. Ausserdem wurde bei der c-kit-Färbung zur Reduzierung<br />
der Hintergrundfärbung eine Verstärkungsreaktion mit Tyramin eingesetzt<br />
(siehe dazu Kap. 3.5.2).<br />
3.6 Auswertung der immunhistochemischen Reaktionen<br />
Die lichtmikroskopische Auswertung der immunhistochemisch gefärbten Schnittpräparate<br />
erfolgte an einem Mikroskop des Types Axiophot (Fa. Zeiss, Oberkochen)<br />
unter Zuhilfenahme eines 12,5 x 12,5 mm großen 10er-Netzmikrometerokulars (Fa.<br />
Zeiss, Oberkochen) mit einem 40er Objektiv (400-fache Vergrößerung). Es wurden<br />
nur Zellen berücksichtigt, die eine deutliche Färbung aufwiesen und in denen der<br />
Zellkern vollständig oder zumindest teilweise zu erkennen war. Die Anzahl der positiv<br />
gefärbten Zellen wurde pro Darmabschnitt ermittelt. Zusätzlich wurden die positiven<br />
Zellen für Zotten und Krypten separat gezählt. Dazu wurde das 10 x 10 Felder umfassende<br />
Gitternetz des Netzokulars so ausgerichtet, dass der untere Rand sich parallel<br />
zum Übergang der Zotten/Kryptenregion befand. Anschließend wurde der obere<br />
Rand des Gitternetzes zum Zotten/Kryptenübergang ausgerichtet und so die positiven<br />
Zellen im Kryptbereich ermittelt. Da es an der Magenschleimhaut keine Zotten<br />
gibt, wurde diese in die obere bzw. untere Hälfte der Tunica mucosa unterteilt. Es<br />
wurden nur in der Lamina propria lokalisierte Zellen gezählt. Optisch leere Räume,<br />
wie Darmlumen oder Lumina von großen Blut- und Lymphgefäßen wurden von der<br />
Gesamtfläche substrahiert. Wenn es die Bioptatgröße zuließ, wurden pro Darmlokalisation<br />
fünf Zählungen mit Zotten und fünf Zählungen mit Krypten ausgewertet. Die-
Material und Methoden 58<br />
se Zellzahlen wurden anschließend auf eine standardisierte Fläche von 1 mm 2 umgerechnet.<br />
In Abbildung 3.1 ist eine schematische Darstellung der Auszählmethode<br />
abgebildet.<br />
Abbildung 3.1: Schematische Darstellung des Zählgitters im Magen-Darm-Trakt<br />
Auszählung Magen<br />
Auszählung Darm<br />
Upper (5 Felder)<br />
Tun.<br />
Mucosa<br />
50 %<br />
Lower (5 Felder)<br />
Zotten (5 Felder)<br />
Krypten (5 Felder)<br />
Tun. Mucosa = Tunica mucosa; upper = obere Hälfte der Tunica mucosa; lower = untere Hälfte der Tunica mucosa;<br />
karierte Fläche = Auszählgitter (10 x 10 Felder) des Netzokulars, optisch leere Räume, wie z.B. das Darmlumen, wurden substrahiert;<br />
3.7 Statistische Auswertung<br />
Die statistische Auswertung der in den verschiedenen Färbungen erhobenen Mastzellzahlen/mm<br />
2 erfolgte mit dem Statistikprogramm SAS (Version 9.1; SAS Institute<br />
Inc. 2002-2003, Cary, USA) Als erstes wurde ermittelt, ob die vorliegenden Daten<br />
normal verteilt waren. Da dies nicht der Fall war, kamen ausschließlich nichtparametrische<br />
Tests zur Anwendung. Um einen altersabhängigen Vergleich der Expressionsmuster<br />
für c-kit-Rezeptor und IgE zu ermöglichen, wurden die Kontrollhunde<br />
in 3 Altersgruppen eingeteilt: Eine Gruppe (n =5) beinhaltete juvenile Hunde im<br />
Alter von 1 Monat bis 1 Jahr, eine zweite Gruppe (n = 4) umfasste Tiere mittleren<br />
Alters zwischen 3 und 7 Jahren und die dritte Gruppe (n = 5) enthielt ältere Hunde<br />
zwischen 8 und 17 Jahren. Von einer Unterteilung der erkrankten Hunde in 3 Altersgruppen<br />
wurde aufgrund der für statistische Zwecke zu kleinen Tierzahl (n = 11) abgesehen.<br />
Für den Vergleich zwischen den einzelnen Gruppen, also ein Vergleich verbundener<br />
Stichproben, wurde der Wilcoxon signed rank test angewendet. Die Daten der stan-
Material und Methoden 59<br />
dardisierten Flächen (Zotte / Krypte bzw. upper / lower) wurden hierzu zu einem Wert<br />
pro Darmlokalisation zusammen gefasst (d.h. 1 Wert für z.B. die Zahl der IgE positiven<br />
Zellen/mm 2 für das Duodenum). Für den Vergleich der positiven Zellzahlen zwischen<br />
Krypten und Zotten eines bestimmten Darmsegmentes innerhalb einer Gruppe<br />
kam der Friedman-Test für sog. „repeated measurements“ zum Einsatz. Die statische<br />
Signifikanz wurde bei einem p-Wert von
Ergebnisse 60<br />
4 Ergebnisse<br />
4.1 Histopathologische Befunde bei Kontrollhunden in der<br />
Hämalaun-Eosin Färbung<br />
Die H.E. gefärbten Gewebeproben der Kontrollhunde wurden genau wie die von an<br />
IBD erkrankten Hunden, im Vorfeld dieser <strong>Diss</strong>ertation einer Untersuchung nach dem<br />
histopathologischen Graduierungsschema von JERGENS et al. (1992) unterzogen<br />
(siehe Tabelle 3.3). Alle untersuchten Magen-Darm-Bioptate waren hierbei ohne besonderen<br />
Befund bewertet worden.<br />
4.2 Histopathologische Befunde bei an eosinophiler<br />
Gastroenterokolitis erkrankten Hunden in der Hämalaun-Eosin<br />
Färbung<br />
Für die vorliegende Arbeit wurden die Proben von 11 an eosinophiler Gastroenteritis/Enterokolitis/Kolitis<br />
bzw. Gastroenterokolitis (EGE/EEK/EK/EGEK) erkrankten Tieren<br />
untersucht. Zehn von 11 Hunden wiesen eine gering- bis hochgradige eosinophile<br />
Kolitis auf. Bei 4 dieser Tiere wurde zusätzlich eine gering- bis mittelgradige eosinophile<br />
Enteritis und bei 3 weiteren Hunden eine gering- bis hochgradige eosinophile<br />
Gastroenterokolitis beobachtet. Ein Hund zeigte eine mittelgradige eosinophile<br />
Gastroenteritis. Grad und Ausmaß der Veränderungen sind in Tabelle 3.1 dargestellt.<br />
4.3 Immunhistochemische Untersuchungen am kaninen<br />
Gastrointestinaltrakt<br />
Im Rahmen dieser Arbeit wurden Mastzellen in der Lamina propria des Gastrointestinaltraktes<br />
von Hunden anhand des c-kit- Rezeptors (CD117) immunhistochemisch<br />
sichtbar gemacht. Dieser Zytokin-Rezeptor befindet sich in Form eines Transmembranproteins<br />
an der Zelloberfläche und färbte sich mittels eines polyklonalen<br />
Antikörpers und der ABC-Methode mit DAB diffus kupferbraun an (siehe Kapitel 3.5).<br />
Das immunhistochemische Färbemuster der positiven Zellen stellte sich diffus zy-
Ergebnisse 61<br />
toplasmatisch dar, wobei die Zellmembran sich immer positiv darstellte und in einigen<br />
Fällen einen etwas kräftigeren Braunton aufwies als der restliche Zellkörper.<br />
Dasselbe Färbemuster liess sich für die mittels Immunfluoreszenz sichtbar gemachten<br />
Zellen feststellen.<br />
Die CD117 positiven Zellen wiesen vorwiegend 20-30 µm große, rundovale Zellkörper<br />
mit runden, leicht dezentral gelegenen Kernen auf. Bis zu einem Drittel der positiven<br />
Zellen zeigten eine elongierte Morphologie des Zellkörpers mit einem längsovalen<br />
Kern. Das Erscheinungsbild der CD117 positiven Zellen entsprach der für Mastzellen<br />
typischen Morphologie. Eine weitere CD117 exprimierende Zellpopulation im<br />
kaninen Gastrointestinaltrakt sind Cajalzellen. Letztere Zellen spielen eine Rolle bei<br />
der Darmmotilität und sind ausschließlich in der Tunica muscularis der Darmwand<br />
lokalisiert, welche im Rahmen dieser Arbeit nicht untersucht wurde.<br />
Ein weiterer Bestandteil dieser Arbeit war die immunhistochemische Darstellung von<br />
Immunglobulin E (IgE) positiven Zellen. Hierzu kam, wie bereits in Kapitel 3.5.1 beschrieben,<br />
ein polyklonaler Antikörper gegen IgE zum Einsatz. Die mit der ABC-<br />
Methode und DAB kräftig braun angefärbten Zellen waren größtenteils rund bis ellipsoid<br />
und 20 µm im Durchmesser. Etwa 20-30% der positiven Zellen wiesen einen<br />
langgestreckten Zellkörper mit einem elongierten, ovalen Kern auf. Auch hier stellte<br />
sich das immunhistochemische Färbemuster vorwiegend zytoplasmatisch dar, wobei<br />
wie für die CD117 positiven Zellen beschrieben, die mittels Immunfluoreszenz dargestellten<br />
Zellen ein überwiegend membrangebundenes Färbemuster zeigten. Die IgE<br />
positiven Zellen wiesen charakteristische, morphologische Eigenschaften von Mastzellen<br />
auf.<br />
In den nachfolgenden Grafiken ist die Expression von c-kit und IgE am kaninen<br />
Gastrointestinaltrakt abgebildet. Zum einen wird das horizontale Verteilungsmuster<br />
der c-kit bzw. IgE positiven Zellen in den untersuchten Magen-Darmabschnitten betrachtet,<br />
zum anderen die vertikale Verteilung im Bereich von Zotten und Krypten. Als<br />
erstes sind die Befunde der Kontrolltiere dargestellt. Darauf folgt die Darstellung der<br />
an EGEK erkrankten Tiere. Anschließend wird eine vergleichende Darstellung zwischen<br />
Kontrolltieren und an eosinophiler Gastroenterokolitis erkrankten Hunden vorgenommen.
Ergebnisse 62<br />
4.4 Expressionsmuster von c-kit-Rezeptor bzw. IgE positiven<br />
Zellen im Magendarmtrakt bei Kontrollhunden<br />
In den nachfolgenden Unterkapiteln und Grafiken wird das immunhistochemische<br />
Verteilungsmuster zuerst für den c-kit Rezeptor und anschließend für Immunglobulin<br />
E dargestellt. Die Kontrollhunde werden dabei sowohl in Ihrer Gesamtheit als auch in<br />
verschiedenen Altersgruppen betrachtet, um eine eventuelle altersabhängige Expression<br />
zu ermitteln. Die Kontrolltiere wurden dazu wie in Kapitel 3.7 beschrieben in<br />
3 verschiedene Altersgruppen unterteilt, welche miteinander verglichen wurden. In<br />
diesem Kapitel folgen als erstes die Ergebnisse des Vergleiches der einzelnen Darmlokalisationen<br />
(horizontales Verteilungsmuster) sowie die Verteilung im Bereich von<br />
Zotten und Krypten (vertikales Verteilungsmuster) der immunhistochemischen Reaktion<br />
für c-kit und Immunglobulin E. Anschließend wird eine vergleichende Darstellung<br />
der c-kit Expression einerseits und der IgE Expression anderseits im Magendarmtrakt<br />
der Kontrolltiere aufgeführt.<br />
4.4.1 Expressionsmuster von c-kit-Rezeptor (CD117) positiven Zellen<br />
bei Kontrollhunden<br />
4.4.1.1 Horizontales Expressionsmuster von c-kit-Rezeptor (CD117) positiven<br />
Zellen bei Kontrollhunden<br />
Bei Betrachtung der immunhistochemisch dargestellten c-kit-Rezeptor Expression in<br />
den einzelnen Magen-Darmabschnitten von darmgesunden Hunden waren die meisten<br />
c-kit-Rezeptor positiven Zellen im Jejunum und Ileum zu finden, während im Magen<br />
sowie im restlichen Darm eine mittlere Expression vorlag (siehe Abbildung 4.1).<br />
Eine signifikante Differenz bestand zwischen den Werten des Magens und Jejunums.<br />
Duodenum und Kolon wiesen statistisch auffällige Unterschiede im Vergleich zum<br />
Jejunum auf. Bei einer gesonderten Betrachtung der Zotten bzw. der Kryptregionen<br />
ergab sich ein ähnliches horizontales Verteilungsmuster (ohne Abbildung).
Ergebnisse 63<br />
Abbildung 4.1: Horizontales Verteilungsmuster c-kit tragender Zellen/mm 2 aller<br />
Magendarmlokalisationen von Kontrollhunden<br />
c-kit tragende Zellen / mm 2<br />
*<br />
°<br />
Ausreißerwerte<br />
p ≤ 0,05<br />
Beim Vergleich zwischen den unterschiedlichen Altersgruppen der Kontrollhunde<br />
ergab sich bei Betrachtung der c-kit-Rezeptor positiven Zellen im gesamten Gastrointestinaltrakt,<br />
ohne Berücksichtigung der einzelnen Abschnitte, keine altersassoziierte<br />
Signifikanz. Wie aus Abbildung 4.2 hervorgeht, konnte aber mit zunehmendem Alter<br />
eine absteigende Tendenz der Anzahl der c-kit positiven Zellen festgestellt werden.
Ergebnisse 64<br />
Abbildung 4.2: Vergleichende Darstellung c-kit tragender Zellen/mm 2 im gesamt Magendarmtrakt<br />
von Kontrollhunden unterschiedlichen Alters<br />
c-kit tragende Zellen / mm 2<br />
*<br />
°<br />
Ausreißerwerte<br />
Ein Vergleich zwischen den Altersgruppen für die einzelnen Magen-Darmabschnitte<br />
zeigte, dass die Tiere ≤1 Jahr (Gruppe 1) im Magen und im Dünndarm die höchste c-<br />
kit-Rezeptor Expression aufwiesen (siehe Abbildung 4.3). Die Hunde in einem Alter<br />
von 3 bis 7 Jahren wiesen im Magen und Dünndarm einen Abfall der CD117 Expression<br />
im Vergleich zu den Tieren der Gruppe 1 auf. Dahingegen wurde im Kolon für<br />
Hunde der Gruppe 2 die höchste Zahl an c-kit-Rezeptor positiven Zellen ermittelt.<br />
Darmgesunde Tiere im Alter von 8 bis 17 Jahren (Gruppe 3) wiesen für alle Abschnitte<br />
des Gastrointestinaltraktes die niedrigste Expression an CD117 auf. Ein ähnliches<br />
Expressionsmuster konnte bei der alleinigen Betrachtung der Zotten bzw. Kryptregionen<br />
des Gastrointestinaltraktes festgestellt werden (siehe Abbildung 4.4).
Ergebnisse 65<br />
Abbildung 4.3: Horizontales Verteilungsmuster c-kit tragender Zellen/mm 2 in den verschiedenen<br />
Magen-Darmabschnitten von Kontrollhunden unterschiedlichen Alters<br />
c-kit tragende Zellen / mm 2<br />
*<br />
°<br />
Ausreißerwerte<br />
Abbildung 4.4: Vergleichende Darstellung c-kit tragender Zellen/mm 2<br />
unterschiedlichen Alters in den Zotten bzw. Krypten<br />
von Kontrollhunden<br />
c-kit tragende Zellen / mm 2<br />
*<br />
°<br />
Ausreißerwerte<br />
Abbildung 4.3 und 4.4: M. = Monat bzw. Monate; J. = Jahr bzw. Jahre
Ergebnisse 66<br />
4.4.1.2 Vertikales Expressionsmuster von c-kit-Rezeptor (CD117) positiven<br />
Zellen bei Kontrollhunden<br />
In der immunhistochemischen Färbung des c-kit Rezeptors stellte sich die Verteilung<br />
der positiven Zellen im Bereich von Zotten und Krypten in Magen und Dünndarm fast<br />
einheitlich dar. Der einzige statistisch auffällige Unterschied (p ≤0,1) ergab sich im<br />
Kolon, wo in den Kryptregionen eine deutlich höhere Expression an CD117 beobachtet<br />
wurde als in den Zotten (Abbildung 4.5). Interesssant ist dass im Magen und vorderen<br />
Dünndarmabschnitt mehr c-kit positive Zellen in den Zotten zu finden waren,<br />
während sich dieses Verhältnis zum Dickdarm hin umkehrte.<br />
Abbildung 4.5: Vertikales Verteilungsmuster c-kit tragender Zellen/mm 2 in den verschiedenen<br />
Magen-Darmabschnitten von Kontrollhunden unterschiedlichen Alters<br />
c-kit tragende Zellen / mm 2<br />
*<br />
°<br />
Ausreißerwerte
Ergebnisse 67<br />
4.4.2 Expressionsmuster von Immunglobulin E positiven Zellen bei<br />
Kontrollhunden<br />
4.4.2.1 Horizontales Expressionsmuster von Immunglobulin E positiven Zellen<br />
bei Kontrollhunden<br />
Das horizontale Verteilungsmuster der IgE positiven Zellen war in den einzelnen Magen-Darmabschnitten<br />
der Gesamtheit der Kontrolltiere sehr homogen und ohne signifikante<br />
Unterschiede. Die meisten positiven Zellen wurden im Duodenum und Jejunum<br />
beobachtet (siehe Abbildung 4.6). Auch bei alleiniger Betrachtung des horizontalen<br />
Expressionsmusters von IgE positiven Zellen in den Zotten bzw. Krypten zeigte<br />
sich ein vergleichbares Verteilungsmuster ohne signifikante Unterschiede zwischen<br />
den einzelnen Lokalisationen (ohne Abbildung).<br />
Abbildung 4.6: Horizontales Verteilungsmuster Immunglobulin E tragender Zellen/mm 2 aller<br />
Magen-Darmlokalisationen von Kontrollhunden<br />
IgE tragende Zellen / mm 2<br />
*<br />
°<br />
Ausreißerwerte<br />
Eine Betrachtung der gastrointestinalen IgE Expression innerhalb der verschiedenen<br />
Altersgruppen von darmgesunden Tieren ergab einen signifikanten Unterschied zwischen<br />
Hunden der Altersgruppe 1 (1 Monat bis 1Jahr) und Hunden der Altersgruppe
Ergebnisse 68<br />
2 (2 bis 5 Jahre). Die sehr jungen Tiere der Gruppe 1 wiesen sehr wenige IgE positive<br />
Zellen auf. Auffällig ist der sprunghafte Anstieg der Expression von Altersgruppe 1<br />
zu Altersgruppe 2, während die Hunde der Altersgruppe 3 (8 bis 17 Jahre) zwar höhere<br />
IgE positive Zellzahlen als Tiere der Gruppe 1, aber niedrigere Zellzahlen als<br />
die Tiere der Gruppe 2 aufwiesen (Abbildung 4.7).<br />
Abbildung 4.7: Vergleichende Darstellung IgE tragender Zellen/mm 2 im gesamten<br />
Magendarmtrakt von Kontrollhunden unterschiedlichen Alters<br />
IgE tragende Zellen / mm 2<br />
*<br />
°<br />
Ausreißerwerte<br />
p ≤ 0,05<br />
Des Weiteren wurden bei einem altersabhängigen Vergleich der verschiedenen Magen-Darmabschnitte<br />
der Kontrolltiere erhebliche Unterschiede in der IgE Expression<br />
sichtbar. Wie in Abbildung 4.8 zu sehen ist, wurden auffällige Differenzen zwischen<br />
der Gruppe mit Tieren ≤ 1Jahr (Gruppe 1) und der Gruppe mit Hunden von 2 bis 7<br />
Jahren (Gruppe 2) in allen Magen-Darmabschnitten, mit Ausnahme des Duodenums,<br />
beobachtet. Die Hunde der Altersgruppe 1 hatten statistisch auffällig (p=0,06) weniger<br />
Immunglobulin E positive Zellen im Magen, Jejunum und Ileum als Tiere der<br />
Gruppe 2. Im Kolon war der Unterschied zwischen Altergruppe 1 und 2 statistisch<br />
signifikant (p ≤0,05). Ausserdem zeigte sich im Kolon eine auffällige Differenz<br />
(p=0,07) in der Expression von IgE positiven Zellen zwischen Hunden von 2 bis 7<br />
Jahren (Altersgruppe 2) und Tieren im Alter von 8 bis 17 Jahren (Gruppe 3).
Ergebnisse 69<br />
Wurden die Zotten bzw. Kryptregionen unabhängig voneinander betrachtet, ergab<br />
sich ein gleichartiges Verteilungsmuster, welches in Abbildung 4.9 dargestellt ist.<br />
Auch hier wiesen die Kontrollhunde der Altersgruppe 2 sowohl im Zotten- als auch im<br />
Kryptbereich signifikant mehr IgE positive Zellen auf als Tiere der Gruppe 1.<br />
Abbildung 4.8: Horizontales Verteilungsmuster IgE tragender Zellen/mm 2 in den verschiedenen<br />
Magen-Darmabschnitten von Kontrollhunden unterschiedlichen Alters<br />
IgE tragende Zellen / mm 2<br />
*<br />
°<br />
Ausreißerwerte<br />
p ≤ 0,05<br />
M. = Monat bzw. Monate; J. = Jahr bzw. Jahre
Ergebnisse 70<br />
Abbildung 4.9: Vergleichende Darstellung IgE tragender Zellen/mm 2 von Kontrollhunden<br />
unterschiedlichen Alters in den Zotten bzw. Krypten<br />
IgE tragende Zellen / mm 2<br />
*<br />
°<br />
Ausreißerwerte<br />
4.4.2.2 Vertikales Expressionsmuster von Immunglobulin E positiven Zellen<br />
bei Kontrollhunden<br />
Bei den untersuchten Kontrollhunden konnten für die Expression von IgE mittels U-<br />
Test keine signifikanten oder statistisch auffälligen Unterschiede zwischen Zotten<br />
und Krypten in den einzelnen Abschnitten des Gastrointestinaltraktes festgestellt<br />
werden. Während im Magen die IgE tragenden Zellen eher im apikalen Bereich der<br />
Tunica mucosa zu finden waren, stellte sich die vertikale Verteilung im Darmtrakt<br />
sehr ausgeglichen dar (siehe Abbildung 4.10).
Ergebnisse 71<br />
Abbildung 4.10: Vertikales Verteilungsmuster IgE tragender Zellen/mm 2 in den verschiedenen<br />
Magen-Darmabschnitten von Kontrollhunden unterschiedlichen Alters<br />
IgE tragende Zellen / mm 2<br />
*<br />
°<br />
Ausreißerwerte<br />
4.4.3 Vergleichende Darstellung des Expressionsmusters von c-kit<br />
und IgE positiven Zellen bei Kontrollhunden<br />
Wie man der Abbildung 4.11 entnehmen kann, waren in allen untersuchten Magen-<br />
Darmlokalisationen die Zahlen c-kit tragender Zellen höher als die der IgE positiven<br />
Zellen. Auch aus dem vertikalen Verteilungsmuster geht hervor, dass c-kit Rezeptor<br />
positive Zellen sowohl in den Zotten als auch in den Krypten zahlenmäßig überlegen<br />
waren, wobei keine signifikanten Differenzen festgestellt werden konnten (siehe Abbildung<br />
4.12).
Ergebnisse 72<br />
Abbildung 4.11: Vergleichende Darstellung des Expressionsmusters von c-kit und IgE<br />
positiven Zellen/mm 2 in den verschiedenen Magen-Darmabschnitten bei<br />
Kontrollhunden<br />
positive Zellen / mm 2<br />
*<br />
°<br />
Ausreißerwerte<br />
Abbildung 4.12: Vergleichende Darstellung des Expressionsmusters von c-kit und IgE<br />
positiven Zellen/mm 2 bei Kontrollhunden in den Zotten bzw. Krypten<br />
positive Zellen / mm 2<br />
*<br />
°<br />
Ausreißerwerte
Ergebnisse 73<br />
4.5 Expressionsmuster von c-kit-Rezeptor bzw. IgE positiven<br />
Zellen im Magendarmtrakt bei an eosinophiler<br />
Gastroenterokolitis erkrankten Hunden<br />
Auf den nächsten Seiten werden die horizontalen und vertikalen Verteilungsmuster<br />
des c-kit Rezeptors sowie die Expression von Immunglobulin E für an EGEK erkrankte<br />
Hunden grafisch dargestellt. Wie bei den Kontrolltieren (siehe Kapitel 4.4) folgt ein<br />
Vergleich zwischen dem gastrointestinalen Verteilungsmuster von c-kit und IgE der<br />
an eosinophiler Gastroenterokolitis erkrankten Hunde. Die Abbildungen 4.15 bis 4.18<br />
veranschaulichen die immunhistochemische Färbung des c-kit rezeptors mit DAB im<br />
Darmtrakt von an EGEK erkrankten Hunden.<br />
4.5.1 Expressionsmuster von c-kit-Rezeptor (CD117) positiven Zellen<br />
bei an eosinophiler Gastroenterokolitis erkrankten Hunden<br />
4.5.1.1 Horizontales Expressionsmuster von c-kit-Rezeptor (CD117) positiven<br />
Zellen bei an eosinophiler Gastroenterokolitis erkrankten Hunden<br />
Das Verteilungsmuster von immunhistochemisch sichtbar gemachten, c-kit tragenden<br />
Zellen weist bei den an EGEK erkrankten Hunden im Gegensatz zu den Kontrolltieren<br />
keine statistisch signifikanten Unterschiede beim Vergleich der einzelnen Lokalisationen<br />
auf (siehe Abbildung 4.13). Im Magen fand sich die geringste Zahl an c-<br />
kit positiven Zellen. Die Expression stieg in den danach folgenden Darmabschnitten<br />
an, um einen Peak im Jejunum zu erreichen und im Ileum ab zu fallen. Vom Magen<br />
bis zum Ileum war das Verteilungsmuster dem der Kontrollhunde ähnlich. Im Kolon<br />
war die c-kit Expression bei den EGEK Hunden allerdings höher als bei den Kontrolltieren<br />
(vergleiche Kapitel 4.4.1.1). Wurden nur die c-kit positiven Zellen in den Zotten<br />
bzw. den Krypten der einzelnen Darmabschnitte verglichen, so zeigte sich ein ähnliches<br />
horizontales Verteilungsmuster.
Ergebnisse 74<br />
4.5.1.2 Vertikales Expressionsmuster von c-kit-Rezeptor (CD117) positiven<br />
Zellen bei an eosinophiler Gastroenterokolitis erkrankten Hunden<br />
Die Betrachtung der Verteilung von c-kit tragenden Zellen zwischen Zotten und Krypten<br />
in den einzelnen Magen-Darmabschnitten ergab keine statistisch relevanten Unterschiede<br />
(siehe Abbildung 4.14). Im Jejunum sowie im Ileum war die Verteilung<br />
zwischen Krypten und Zotten fast ausglichen. Für den Magen und das Duodenum<br />
war die c-kit Expression in den Zotten höher als in den Krypten. Eine Ausnahme<br />
stellte das Kolon dar; hier war die Zahl der c-kit positiven Zellen etwas höher in den<br />
Krypten. Ein ähnliches Verteilungsmuster konnte auch bei den Kontrollhunden beobachtet<br />
werden, wobei die Kontrollhunde im Jejunum geringgradig mehr c-kit tragende<br />
Zellen in den Zotten als in den Kryptregionen aufwiesen (vergleiche Kapitel<br />
4.4.1.2).<br />
Abbildung 4.13: Horizontales Verteilungsmuster c-kit tragender Zellen/mm 2 aller Magendarmlokalisationen<br />
von Hunden mit EGEK<br />
c-kit tragende Zellen / mm 2<br />
*<br />
°<br />
Ausreißerwerte
Ergebnisse 75<br />
Abbildung 4.14: Vertikales Verteilungsmuster c-kit tragender Zellen/mm 2 aller<br />
Magendarmlokalisationen von Hunden mit EGEK<br />
c-kit tragende Zellen / mm 2<br />
*<br />
°<br />
Ausreißerwerte<br />
Abbildung 4.15: Kolonmukosa eines an eosinophiler Kolitis erkrankten Hundes (E 4248/03)<br />
Detail der tiefen Lamina propria mucosae. Die c-kit positiven Zellen zeigen eine zytoplasmäre rostbraune<br />
Färbung. Immunhistochemische Färbung mit DAB.
Ergebnisse 76<br />
Abbildung 4.16: Kolonmukosa eines Hundes mit EGEK (E 2739/00)<br />
c-kit positive Zellen in der tiefen Lamina propria mucosae (schwarze Pfeile). Immunhistochemische<br />
Färbung mit DAB.
Ergebnisse 77<br />
Abbildung 4.17: Jejunummukosa eines an EGEK erkrankten Hundes (E 2739/00)<br />
Abbildung 4.18: Jejunummukosa eines an EGEK erkrankten Hundes (E 2739/00)<br />
Abb. 4.17 und 4.18: c-kit positive Zellen in der Lamina propria mucosae in den Zotten sowie an der<br />
Zottenbasis (schwarze Pfeile). Einige Zellen wiesen einen elongierten, fusiformen Zellkörper auf (ungefüllte<br />
Pfeile). Abb. 4.18 ist eine Bildvergrößerung der Zotte im linken Bildabschnitt von Abb. 4.17.<br />
Immunhistochemische Färbung mit DAB.
Ergebnisse 78<br />
4.5.2 Expressionsmuster von Immunglobulin E positiven Zellen bei<br />
an eosinophiler Gastroenterokolitis erkrankten Hunden<br />
4.5.2.1 Horizontales Expressionsmuster von Immunglobulin E positiven Zellen<br />
bei an eosinophiler Gastroenterokolitis erkrankten Hunden<br />
Die Verteilung von IgE tragenden Zellen in den unterschiedlichen Abschnitten des<br />
Magendarmtraktes ist in Abbildung 4.19 dargestellt. Die Zahl an IgE positiven Zellen<br />
nimmt vom Magen bis zum Ileum stetig zu, um dann im Dickdarm wieder ab zu fallen.<br />
Es wurden, wie bei den Kontrollhunden, keine statistischen Signifikanzen zwischen<br />
den einzelnen Lokalisationen beobachtet, allerdings konnte keine Kongruenz<br />
zu dem Verteilungsmuster der darmgesunden Hunden festgestellt werden (vergleiche<br />
Kapitel 4.5.2.1). Wie auch schon bei den Kontrollhunden stellte sich das horizontale<br />
Verteilungsmuster der IgE positiven Zellen bei gesonderter Betrachtung der Zotten<br />
bzw. Krypten ähnlich dar (ohne Abbildung). Die Abbildungen 4.21 bis 4.23 zeigen<br />
die mit DAB immunhistochemisch dargestellte IgE positiven Zellen im Darm von an<br />
EGEK erkrankten Hunden.<br />
Abbildung 4.19: Horizontales Verteilungsmuster IgE tragender Zellen/mm 2 aller<br />
Magendarmlokalisationen von Hunden mit EGEK<br />
IgE tragende Zellen / mm 2<br />
*<br />
°<br />
Ausreißerwerte
Ergebnisse 79<br />
4.5.2.2 Vertikales Expressionsmuster von Immunglobulin E positiven Zellen<br />
bei an eosinophiler Gastroenterokolitis erkrankten Hunden<br />
Wie auch bei den Kontrollhunden, ergaben sich bei den an EGEK erkrankten Tieren<br />
keine statistisch signifikanten Unterschiede im Verteilungsmuster zwischen Zotten<br />
und Krypten für die immunhistochemische Darstellung von Immunglobulin E. Diese<br />
Festellung korrelierte ebenfalls mit dem vertikalen Expressionsmuster für c-kit Rezeptor<br />
sowohl der darmgesunden als auch der erkrankten Tiere (vergleiche Abbildungen<br />
4.5 und 4.14). In Abbildung 4.20 ist das vertikale Verteilungsmuster für IgE in<br />
den verschiedenen Magen-Darmabschnitten der an EGEK erkrankten Hunde dar<br />
gestellt. Mit Ausnahme des Magens, wo mehr IgE positiven Zellen in der apikalen als<br />
in der tiefen Lamina propria vorgefunden wurden, kamen in den Krypten des Darmtraktes<br />
die meisten IgE positiven Zellen vor. Dieses Verteilungsmuster war nahezu<br />
identisch mit dem der Kontrollhunde. Bei Betrachtung des gesamten Gastrointestinaltraktes,<br />
also ohne Berücksichtigung der einzelnen Abschnitte, ergab sich eine<br />
sehr ausgeglichene Verteilung zwischen Zotten und Krypten.<br />
Abbildung 4.20: Vertikales Verteilungsmuster IgE tragender Zellen/mm 2 aller<br />
Magendarmlokalisationen von Hunden mit EGEK<br />
IgE tragende Zellen / mm 2<br />
*<br />
°<br />
Ausreißerwerte
Ergebnisse 80<br />
Abbildung 4.21 : Ileummukosa eines an eosinophiler Enteritis erkrankten Hundes (E 4656/02)<br />
IgE positive Zellen in den Zotten sowie im Kryptbereich der Lamina propria mucosae des Ileums (Pfeile).<br />
Man beachte die für Mastzellen typische Morphologie der Zellen, insbesondere solche mit elongiertem<br />
Zellkörper (ungefüllte Pfeile). Immunhistochemische Färbung mit DAB.
Ergebnisse 81<br />
Abbildung 4.22: Jejunummukosa eines an EGE erkrankten Hundes (E 4166/00)<br />
Abbildung 4.23: Jejunummukosa eines an EGE erkrankten Hundes, Detail (E 4166/00)<br />
Abb. 4.22 und 4.23 : IgE positive Zellen im Kryptbereich des Ileums (schwarze Pfeile). Immunhistochemische<br />
Färbung mit DAB.
Ergebnisse 82<br />
4.5.3 Die Expressionsmuster von c-kit und IgE positiven Zellen bei<br />
an eosinophiler Gastroenterokolitis erkrankten Hunden im<br />
Vergleich<br />
Ein Vergleich zwischen den Verteilungsmustern von immunhistochemisch dargestelltem<br />
c-kit Rezeptor und IgE der erkrankten Hunde ergab für den gesamten Magendarmtrakt<br />
ein ähnliches Bild wie bei den Kontrolltieren. Wie aus Abbildung 4.24 hervorgeht,<br />
konnten keine statistischen Signifikanzen ausgemacht werden. Bei Betrachtung<br />
der vertikalen Verteilung war das Verhältnis c-kit/IgE tragender Zellen in Zotte<br />
und Krypte ebenfalls ausgeglichen (siehe Abbildung 4.25). Wie bereits bei den Kontrollhunden<br />
festgestellt wurde, übertraf die Zahl der c-kit positiven Zellen die der IgE<br />
tragenden Zellen (vergleiche Abbildungen 4.11 und 4.12).<br />
Abbildung 4.24: Vergleichende Darstellung des Expressionsmusters von c-kit und IgE<br />
positiven Zellen/mm 2 in den verschiedenen Magen-Darmabschnitten von<br />
Hunden mit EGEK<br />
positive Zellen / mm 2<br />
*<br />
°<br />
Ausreißerwerte
Ergebnisse 83<br />
Abbildung 4.25: Vergleichende Darstellung des Expressionsmusters von c-kit und IgE<br />
positiven Zellen/mm 2 von Kontrollhunden in den Zotten bzw. Krypten<br />
positive Zellen / mm 2<br />
*<br />
°<br />
Ausreißerwerte
Ergebnisse 84<br />
4.6 Vergleichende Darstellung der Expressionsmuster<br />
von c-kit bzw. Immunglobulin E zwischen an<br />
eosinophiler Gastroenterokolitis erkrankten Hunden<br />
und Kontrollhunden<br />
Beim Vergleich zwischen den Kontrollhunden einerseits und den an eosinophiler<br />
Gastroenterkolitis erkrankten Hunde andererseits zeigten sich sowohl bei Betrachtung<br />
des gesamten Magendarmtraktes als auch für die einzelnen Magen-<br />
Darmabschnitte hochsignifikante Differenzen in der Expression von c-kit und IgE.<br />
Nachfolgende Grafiken demonstrieren die unterschiedlichen Verteilungsmuster.<br />
4.6.1 Vergleich des horizontalen Expressionsmusters von c-kit-<br />
Rezeptor positiven Zellen zwischen Kontrollhunden und an<br />
eosinophiler Gastroenterokolitis erkrankten Hunden<br />
Im direkten Vergleich der Kontrolltiere mit den an EGEK erkrankten Tieren ergaben<br />
sich hochsignifikante Unterschiede bei Betrachtung des Gastrointestinaltrakts als<br />
ganzes. Im Magendarmtrakt der erkrankten Hunde waren doppelt soviele c-kit positive<br />
Zellen vorhanden als im Gastrointestinaltrakt der darmgesunden Tiere (ohne Abbildung).<br />
Auch in allen drei Dünndarmabschnitten sowie im Kolon wurden statistisch<br />
hochsignifikante Unterschiede festgestellt (siehe Abbildung 4.26). Des Weiteren lag<br />
im Magen eine statistisch auffällige Inkongruenz der c-kit Expression (p ≤0,1) zwischen<br />
Kontrollhunden und an EGEK erkrankten Hunden vor.<br />
In einem weiteren statistischen Test wurde die c-kit Expression der apikalen bzw.<br />
tiefen Lamina propria (im Dünndarm Zotten- und Kryptenregion) für die jeweiligen<br />
Magen-Darmabschnitte unabhängig voneinander berechnet. Hier ergaben sich<br />
gleichwertige Verteilungsmuster wie sie zuvor für die Gesamtheit der Magen-<br />
Darmwand errechnet wurden (ohne Abbildung).
Ergebnisse 85<br />
Abbildung 4.26: Vergleichende Darstellung c-kit positiver Zellen/mm 2 der verschiedenen<br />
Magendarmabschnitte von Kontrollhunden und Hunden mit EGEK<br />
c-kit tragende Zellen / mm 2<br />
*<br />
°<br />
Ausreißerwerte<br />
p ≤ 0,05<br />
4.6.2 Vergleich des horizontalen Expressionsmusters von Immunglobulin<br />
E positiven Zellen zwischen Kontrollhunden und<br />
an eosinophiler Gastroenterokolitis erkrankten Hunden<br />
Die an EGEK erkrankten Hunde wiesen eine statistisch signifikant erhöhte Expression<br />
an IgE im Gastrointestinaltrakt auf. Aus Abbildung 4.27 geht hervor, dass die Zahl<br />
der IgE tragenden Zellen bei diesen Tieren bis zu 4-mal höher war als bei den Kontrollhunden<br />
in den gleichen Abschnitten. Zwischen den Kontrollhunden und den an<br />
EGEK erkrankten Hunden lagen in allen Darmabschnitten zum Teil hochsignifikante<br />
Unterschiede vor. Ausserdem ähnelten die Ergebnisse der „krank-gesund“ Vergleiche<br />
der Immunglobulin E Expression für die einzelnen Magen-Darmabschnitte denen<br />
der c-kit Rezeptor Verteilung (vergleiche Abbildung 4.26). Wie schon zuvor bei der c-<br />
kit Rezeptor Expression beschrieben, spielte es keine Rolle, ob die Darmwand als<br />
ganzes oder jeweils unterteilt in Zotten und Krypten betrachtet wurde: In jedem Fall<br />
war die Zahl der IgE positiven Zellen bei den darmkranken Tieren signifikant erhöht<br />
(vergleiche Kapitel 4.6.1).
Ergebnisse 86<br />
Abbildung 4.27: Vergleichende Darstellung IgE positiver Zellen/mm 2 der verschiedenen<br />
Magendarmabschnitte von Kontrollhunden und Hunden mit EGEK<br />
IgE tragende Zellen / mm 2<br />
*<br />
°<br />
Ausreißerwerte<br />
p ≤ 0,05
Diskussion 87<br />
5 Diskussion<br />
In der vorliegenden Arbeit wurde das Expressionsmuster von c-kit und Immunglobulin<br />
E an darmgesunden sowie an eosinophiler Gastroenterokolitis erkrankten Hunden<br />
untersucht. Aus der einschlägigen Literatur geht hervor, dass die mögliche Beteiligung<br />
einer Hypersensitivitätsreaktion an der Pathogenese der kaninen IBD bereits<br />
von verschiedenen Autoren postuliert wurde (LOCHER et al., 2001; ALLENSPACH<br />
und GASCHEN, 2003; GERMAN et al., 2003; KLEINSCHMIDT et al., 2007).<br />
Untersuchungen zur Beteiligung einer Überempfindlichkeitsreaktion vom Typ I als<br />
mögliche Ursache für die kanine IBD existieren bislang im einschlägigen Schrifttum<br />
jedoch nur vereinzelt (LOCHER et al., 2001). Daher war es ein Ziel dieser Arbeit, das<br />
Vorkommen von IgE und c-kit positiven Zellen zu untersuchen, um weitere Hinweise<br />
auf die mögliche Beteiligung einer Hypersensitivitätsreaktion vom Typ I bei der eosinophilen<br />
Gastroenterokolitis des Hundes zu gewinnen.<br />
Bei den immunhistochemischen Untersuchungen im Rahmen dieser <strong>Diss</strong>ertation<br />
wurde zur Darstellung von Mastzellen im Darm des Hundes ein Antikörper gegen c-<br />
kit-Rezeptor (CD117) verwendet, während in anderen Studien neben metachromatischen<br />
Färbemethoden (mittels Kresylechtviolett und Toluidinblau), Antikörper gegen<br />
Tryptase und Chymase zum Einsatz kamen.<br />
5.1 Verteilungsmuster von c-kit sowie IgE positiven Zellen<br />
bei darmgesunden Hunden<br />
5.1.1 Horizontales Verteilungsmuster von c-kit positiven Zellen bei<br />
darmgesunden Hunden<br />
Bei den immunhistochemisch nachgewiesenen c-kit-Rezeptor (CD117) positiven Zellen<br />
handelt es sich wahrscheinlich um Mastzellen (siehe auch Kap. 4.3). Eine weitere<br />
CD117 exprimierende Zellpopulation im kaninen Gastrointestinaltrakt sind Cajalzellen.<br />
Letztere Zellen spielen eine Rolle bei der Darmmotilität und sind ausschließlich
Diskussion 88<br />
in der Tunica muscularis der Darmwand lokalisiert, welche im Rahmen dieser Arbeit<br />
nicht untersucht wurde.<br />
Bis auf einen signifikanten Unterschied zwischen Magen und Jejunum ergaben sich<br />
keine statistisch relevanten Unterschiede bei der Betrachtung des horizontalen Verteilungsmusters<br />
der CD117 positiven Mastzellen. Diese Ergebnisse korrelieren mit<br />
den Daten aus Studien von GERMAN et al. (1999a), LOCHER et al. (2001) und<br />
KLEINSCHMIDT et al. (2008). Wie in früheren Arbeiten wurden auch in der vorliegenden<br />
<strong>Diss</strong>ertation die meisten Mastzellen im Jejunum und Ileum gezählt (LOCHER<br />
et al., 2001; KLEINSCHMIDT et al., 2008). GERMAN et al. (1999a) detektierten in<br />
Jejunum und Ileum eine mittels Toluidinblau dargestellte hohe Anzahl an Mastzellen,<br />
wiesen aber im Vergleich zum Dünndarm höhere Mastzellzahlen im Kolon nach, was<br />
nicht mit den Ergebnissen dieser Studie übereinstimmt.<br />
Das vermehrte Vorkommen von Mastzellen in Jejunum und Ileum ist wahrscheinlich<br />
durch eine Akkumulation von GALT in Form von Peyerschen Platten in diesen<br />
Darmabschnitten bedingt, wobei Mastzellen hier als Regulator- bzw. Koordinatorzellen<br />
fungieren (KINET, 2007). Da Mastzellen den antiinflammatorischen Mediator Histamin<br />
enthalten, könnte die Funktion der Mastzellen darin bestehen, überschießende<br />
Immunreaktionen des GALTs auf Antigene, die von den M-Zellen in obengenannten<br />
Darmabschnitten präsentiert werden, im Keim zu ersticken.<br />
5.1.2 Vertikales Verteilungsmuster von c-kit positiven Zellen bei<br />
darmgesunden Hunden<br />
Ein signifikanter Unterschied in der Verteilung von c-kit-positiven Mastzellen zwischen<br />
Zotten und Krypten von darmgesunden Hunden konnte in keinem der untersuchten<br />
Darmabschnitte festgestellt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden im<br />
Magen der darmgesunden Hunde tendenziell mehr c-kit-positive Mastzellen im apikalen<br />
Teil der Tunica mucusa festgestellt, während sich im Kolon diese Zellen hauptsächlich<br />
in den Krypten befanden. KUBE et al. (1998) beschreiben ebenfalls höhere<br />
Mastzellzahlen für die apikale Lamina propria sowie für das Stratum subglandulare<br />
im Vergleich zur tiefen Lamina propria von Magen und Duodenum, während in der<br />
Studie von LOCHER et al. (2001) über eine erhöhte Zahl an Mastzellen in den
Diskussion 89<br />
Darmkrypten des Dickdarms berichtet wird. In beiden Arbeiten wurden - analog zu<br />
den eigenen Ergebnissen - keine Signifikanzen in der vertikalen Verteilung der Mastzellen<br />
festgestellt.<br />
Im Gegensatz zu den Daten der vorliegenden <strong>Diss</strong>ertation fanden sich bei<br />
KLEINSCHMIDT et al. (2008) signifikant mehr Mastzellen in den Krypten des kaninen<br />
Gastrointestinaltraktes. Andere Autoren beschreiben eine Anwesenheit von<br />
Mastzellen in der gesamten Lamina propria, weisen aber auf eine Häufung dieser<br />
Zellen in den tieferen Schichten der Tunica mucosa hin (SPINATO et al., 1990;<br />
GERMAN et al., 1999a; NOVIANA et al., 2004). Als mögliche Ursache für die Diskrepanz<br />
zwischen den Ergebnissen der vorliegenden Arbeit und denen anderer Autoren,<br />
muss die Verwendung von Antikörpern und/oder Färbemethoden mit unterschiedlicher<br />
Sensitivität bzw. Spezifität für die Detektion der Mastzellen in Betracht gezogen<br />
werden, aber auch Unterschiede bei der Gewebefixierung oder der Morphometrie<br />
können zu abweichenden Ergebnissen geführt haben.<br />
5.1.3 Horizontales Verteilungsmuster von IgE positiven Zellen bei<br />
darmgesunden Hunden<br />
Nur sehr wenige Studien befassen sich mit dem Vorkommen von Immunglobulin E<br />
im kaninen Gastrointestinaltrakt. Wie bereits bei LOCHER et al. (2001) und<br />
GERMAN et al. (1999a) beschrieben, konnten auch in der vorliegenden Arbeit keine<br />
signifikanten Unterschiede in der horizontalen Verteilung der Immunglobulin E positiven<br />
Zellen zwischen den einzelnen Magendarmlokalisationen von darmgesunden<br />
Hunden festgestellt werden. Erstere Autoren beobachteten jedoch einen tendenziellen<br />
Anstieg von IgE positiven Zellen im Dickdarm.<br />
Aus einer Studie von KLEINSCHMIDT et al. (2008) zur Immunzellpopulation des gesunden<br />
kaninen Gastrointestinaltraktes ging eine nicht signifikante, aborale Abnahme<br />
von Immunglobulinen (IgA, IgM und IgG positive Zellen) hervor. In der vorliegenden<br />
Arbeit wurden die meisten IgE positiven Zellen im Ileum der Kontrollhunde gefunden.<br />
Wie bereits an anderer Stelle beschrieben, ist eine Häufung des Immunglobulins in<br />
diesem Darmabschnitt möglicherweise durch die Ansammlung von Darmimmungewebe<br />
in Form von Peyerschen Platten zu erklären. Welche Zellpopulation in der vor-
Diskussion 90<br />
liegenden Arbeit das Immungobulin E exprimierte konnte abschließend nicht geklärt<br />
werden. Aufgrund der Morphologie der IgE positiven Zellen und dem mit CD117<br />
identischen topografischen Verteilungsmuster der IgE positiven Zellen ist davon auszugehen,<br />
dass es sich größtenteils um IgE tragende Mastzellen handelt. Es kann<br />
jedoch nicht ausgeschlossen werden, dass es sich bei den positiven Zellen teilweise<br />
um Plasmazellen handelt.<br />
Sowohl LOCHER et al. (2001) als auch GERMAN et al (1999a) beschreiben für IgE<br />
positiven Zellen und Mastzellen ebenfalls ein identisches topografisches Verteilungsmuster<br />
im kaninen Magen-Darmtrakt. Beide Autoren schlussfolgern hieraus,<br />
dass es sich um ein und dieselbe Zellpopulation handelt (siehe auch Kap. 5.1.5).<br />
5.1.4 Vertikales Verteilungsmuster von IgE positiven Zellen bei<br />
darmgesunden Hunden<br />
Wie schon in früheren Studien festgestellt (JERGENS et al., 1996; GERMAN et al.,<br />
1999a; LOCHER et al., 2001), ergaben sich auch aus den eigenen Daten keine signifikanten<br />
Unterschiede bezüglich der Anzahl an IgE positiven Zellen zwischen Zotten<br />
und Krypten im Darmtrakt von Kontrollhunden. Aus den Ergebnissen der vorliegenden<br />
Arbeit ging ein ausgeglichenes, diffuses, vertikales Verteilungsmuster der IgE<br />
positiven Zellen hervor, welches ebenfalls von LOCHER et al. (2001) beschrieben<br />
wurde. GERMAN et al. (1999a) beobachteten eine Zunahme der Immunglobulin E<br />
positiven Zellen in Richtung Zottenbasis und Krypten. Eine frühe Studie von<br />
HALLIWELL (1975) beschreibt ein topografisch vorwiegend subepitheliales Vorkommen<br />
von Immunglobulin E in allen Magen-Darmlokalisationen. Allerdings ist letztere<br />
Arbeit mit Vorsicht zu interpretieren, da das untersuchte Gewebsmaterial verschiedene<br />
Stadien von gastrointestinalen Parasiten aufwies und somit nicht als „darmgesund“<br />
einzustufen ist.<br />
Bei Betrachtung anderer Proteine der Immunglobulinfamilie beschrieben<br />
KLEINSCHMIDT et al. (2008) eine Abnahme der IgA und IgM positiven Zellen in<br />
Richtung Zotte, gaben aber für Immunglobulin G ein eher diffuses Verteilungsmuster<br />
an. JERGENS et al. (1996) stellten im Duodenum von darmgesunden Hunden keine
Diskussion 91<br />
signifikanten Unterschiede in der Verteilung von IgA und IgG zwischen Zotten und<br />
Krypten fest, beobachteten aber eine periglanduläre Häufung von Immunglobulin A<br />
positiven Zellen in der Kryptregion der Lamina propria. Eine mögliche Ursache für die<br />
unterschiedliche Verteilung von IgE und auch IgG im Vergleich zu IgA und IgM könnte<br />
darin bestehen, dass beide letzteren Immunglobuline mit sog. polymerischen Immunglobulinrezeptoren<br />
(polymeric immunoglobulin receptor) interagieren (LAMM,<br />
1998; ASANO und KOMIYAMA, 2011). Diese Rezeptoren befinden sich an der Basalseite<br />
der Darmepithelzellen und sind vor allem in den Kryptregionen des Darmes<br />
lokalisiert (BRANDTZAEG, 1995). IgE und IgG nutzen diese Rezeptoren nicht, was<br />
eine gleichmäßige Verteilung dieser Immunglobuline in Zotten und Krypten erklären<br />
könnte.<br />
5.1.5 Vergleichende Darstellung des Verteilungsmusters von c-kit<br />
und IgE positiven Zellen bei darmgesunden Hunden<br />
Die vergleichende Darstellung der beiden immunhistochemischen Marker für Immunglobulin<br />
E und c-kit Rezeptor (CD117) ergab für alle untersuchten Magen-<br />
Darmlokalisationen eine höhere Anzahl an c-kit positiven als an IgE positiven Zellen.<br />
GERMAN et al. (1999a) wiesen im Gegensatz zu LOCHER et al. (2001) und der Verfasserin<br />
der vorliegenden Arbeit mehr Immunglobulin E positive Zellen als Mastzellen<br />
nach. Diese Diskrepanz der Ergebnisse ist möglicherweise durch individuelle Unterschiede<br />
der verwendeten Gewebe oder durch methodische Differenzen wie unterschiedliche<br />
Darstellungsmethoden für Mastzellen und/oder abweichende Auszählmethoden<br />
bedingt.<br />
Besonders viele IgE positive Zellen und c-kit positive Mastzellen waren im Ileum bzw.<br />
in Jejunum und Ileum lokalisiert. Letzteres spricht für einen generellen Anstieg der<br />
Immunzellpopulation in diesen GALT-reichen Darmabschnitten. Interessanterweise<br />
korrelierte sowohl das horizontale als auch das vertikale Verteilungsmuster der IgE<br />
positiven Zellen mit dem der c-kit-positiven Mastzellen. Die Studien von GERMAN et<br />
al. (1999a) sowie von LOCHER et al. (2001) beschrieben ebenfalls kongruente Verteilungsmuster<br />
für Mastzellen und Immunglobulin E positive Zellen. Aufgrund der<br />
identischen Topografie von Mastzellen und Immunglobulin E positiven Zellen inner-
Diskussion 92<br />
halb des Magen-Darmtraktes stellt sich die Frage, ob das IgE an die FcεRI-<br />
Rezeptoren der detektierten Mastzellen gebunden vorliegt, zumal die immunhistochemisch<br />
dargestellten IgE positiven Zellen der typischen Morphologie von Mastzellen<br />
entsprechen.<br />
5.2 Vergleichende Darstellung von IgE positiven Zellen<br />
und c-kit positiven Mastzellen bei darmgesunden<br />
Hunden unterschiedlichen Alters<br />
Die wenigen Studien, die sich mit den Alterungsprozessen am Immunsystem des<br />
Hundes auseinander setzen, befassen sich zum großteil mit Parametern des Blutes<br />
und des Speichels (KEARNS et al., 1999; STRASSER et al., 2000; HOGENESCH et<br />
al., 2004; BLOUNT et al., 2005; HORIUCHI et al., 2007). Nur sehr wenige Arbeiten<br />
befassen sich mit altersassoziierten Veränderungen am Magendarmtrakt des Hundes<br />
(GERMAN et al., 1999a; BAUM et al., 2007; KLEINSCHMIDT et al., 2008). Im<br />
Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Bioptate von Hunden unterschiedlicher Altersgruppen<br />
(Gruppe 1= 1 Monat bis 1 Jahr; Gruppe 2= 3 bis 7 Jahre, Gruppe 3= 8<br />
bis 17 Jahre) untersucht. Obwohl sich aus den statistischen Berechnungen keine<br />
signifikanten Unterschiede ergaben, wurde eine Abnahme an c-kit positiven Mastzellen<br />
mit zunehmendem Alter der Hunde beobachtet. Im Gegensatz hierzu konnten<br />
KLEINSCHMIDT et al. (2008) weder eine Zu- noch eine Abnahme von mit Kresylechtviolett<br />
gefärbten und Chymase/Tryptase positiven Mastzellen beim älteren Hund<br />
feststellen und auch GERMAN et al. (2001) beschrieben außer einer reduzierten<br />
Zahl an eosinophilen Granulozyten mit zunehmendem Alter keine altersassoziierten<br />
Unterschiede hinsichtlich der Zahl an Immunzellen in der Lamina propria von über 6<br />
Monate alten Hunden. Der Grund für die unterschiedlichen Ergebnisse ist unklar,<br />
könnte aber durch die Anwendung unterschiedlicher Detektionsverfahren für Mastzellen<br />
bedingt sein. Dahingegen beobachteten DUNLOP et al. (2004) im Dickdarm<br />
des Menschen ebenfalls eine Abnahme von Mastzellen mit zunehmendem Alter. Die<br />
Ursache für eine altersassoziierte Abnahme von Mastzellen könnte auf eine reduzierte<br />
Anzahl von Vorläuferzellen im Alter zurück zu führen sein oder durch eine generell<br />
geminderte Proliferationsrate von Zellen innerhalb der Darmmukosa bei älteren Tie-
Diskussion 93<br />
ren bedingt sein. Letztere Annahme passt zu den Ergebnissen von BAUM et al.<br />
(2007), die eine verringerte Expression des Proliferationsmarkers Ki67 mit zunehmendem<br />
Alter bei Hunden feststellten.<br />
In dieser Arbeit wurden erstmalig mögliche altersassoziierte Veränderungen hinsichtlich<br />
der Anzahl an Immunglobulin E positiven Zellen bei drei definierten Altersgruppen<br />
von Hunden untersucht. Hierbei wurde ein signifikanter Anstieg der IgE positiven<br />
Zellen zwischen Gruppe 1 und 2 beobachtet, wohingegen Gruppe 3 weniger IgE positive<br />
Zellen aufwies. Die sprunghafte Zunahme der IgE positiven Zellen bei Hunden<br />
im Alter von 3 bis 7 Jahren im Vergleich zu den juvenilen Hunden der Gruppe 1<br />
könnte auf einer breiteren Diversität und einer generellen Zunahme der Exposition<br />
des Darmimmunsystems gegenüber bakteriellen, Futtermittel- und/oder umweltbedingten<br />
Antigenen in diesem Alter zurück zu führen sein. Eine Abnahme der Anzahl<br />
an IgE positiven Zellen im fortgeschrittenen Alter der Hunde (Gruppe 3) korreliert mit<br />
den altersabhängigen Serum IgE Werten für Mensch und Nager (PAGANELLI et al.,<br />
1994; FRASCA et al., 2004) und passt zu der Annahme von SCHMUCKER et al.<br />
(2003), dass im fortgeschrittenen Alter die Antikörpersekretion reduziert ist. Letztere<br />
Autoren postulieren, dass die Seneszenz des Darmimmunsystems mit einem reduzierten<br />
Homing-Potential von B- und T-Zellen einher geht, wodurch weniger B-Zellen<br />
in der Lamina propria des Darms für die Antikörpersekretion zur Verfügung stehen<br />
(siehe auch Kapitel 2.2.5).<br />
Betrachtet man die Erkenntnisse aus der Humanmedizin, dass Allergien sich am<br />
häufigsten erstmalig im jungen Erwachsenenalter manifestieren und mit zunehmendem<br />
Alter die Allergieprävalenz abnimmt bzw. sich allergische Symptome im Alter oft<br />
bessern (SMITH et al., 2008), so erscheint eine altersassoziierte Abnahme von<br />
Mastzellen und Immunglobulin E als zwei der Haupteffektoren bei allergischen Reaktionen<br />
plausibel. Interessanterweise wurde eine Abnahme der T-Zellkonzentration im<br />
Serum von alten Hunden bei gleichzeitiger Verschiebung des Th 1 -/Th 2 -Verhältnisses<br />
zugunsten der T-Helfer Zelle vom Typ 1 beschrieben (HORIUCHI et al., 2007). Gleiches<br />
ist für das Th 1 -Zytokinspektrum von älteren Individuen in der Humanmedizin<br />
bekannt (HOLLAND et al., 2008). Diese Ergebnisse könnten damit erklärt werden,<br />
dass sowohl Immunglobulin E als auch Mastzellen unter Th 2 -Zytokineinfluss stehen.
Diskussion 94<br />
Eine Verschiebung der T-Helfer Zellen zugunsten von Th 1 würde somit konsekutiv zu<br />
einer reduzierten Anzahl von Mastzellen und Immunglobulin E führen.<br />
5.3 Verteilungsmuster von c-kit sowie IgE positiven Zellen<br />
bei an EGEK erkrankten Hunden<br />
5.3.1 Horizontales Verteilungsmuster von c-kit positiven Zellen bei<br />
an EGEK erkrankten Hunden<br />
Bei einem Vergleich des Verteilungsmusters der c-kit positiven Mastzellen in den unterschiedlichen<br />
Magen-Darmlokalisationen der an eosinophiler Gastroenenterokolitis<br />
erkrankten Tiere ergaben sich keine signifikanten Differenzen. Diese Ergebnisse<br />
stimmen mit denen von anderen Autoren überein (LOCHER et al., 2001;<br />
KLEINSCHMIDT et al., 2007). Die höchste Anzahl an c-kit positiven Mastzellen wurde<br />
im Jejunum sowie im Kolon nachgewiesen.<br />
5.3.2 Vertikales Verteilungsmuster von c-kit positiven Zellen bei an<br />
EGEK erkrankten Hunden<br />
Im Gastrointestinaltrakt der erkrankten Hunde wurden keine statistisch signifikanten<br />
Unterschiede zwischen der apikalen und tiefen Lamina propria bzw. Zotten und Krypten<br />
festgestellt. Die eigenen Ergebnisse stimmen mit den Daten von LOCHER et al.<br />
(2001) und KLEINSCHMIDT et al. (2007) überein, welche ebenfalls eine überwiegend<br />
ausgeglichene vertikale Verteilung feststellen konnten. Aus den eigenen Daten<br />
ergeben sich im Kolon höhere Zahlen an c-kit positiven Mastzellen für die tiefe Lamina<br />
propria mucosae als für die apikale Lamina propria. LOCHER et al. (2001) sowie<br />
SPINATO et al. (1990) kommen zu den gleichen Ergebnissen bei Betrachtung von<br />
Tryptase positiven bzw. mittels Toluidinblau dargestellten Mastzellen.<br />
In den übrigen Magen-Darmlokalisationen war das Verhältnis der c-kit positiven<br />
Mastzellen zwischen Zotten und Krypten in dieser Arbeit ausgeglichen bzw. es fanden<br />
sich tendenziell mehr c-kit positive Mastzellen in den Zotten.
Diskussion 95<br />
5.3.3 Horizontales Verteilungsmuster von IgE positiven Zellen bei<br />
an EGEK erkrankten Hunden<br />
Bisher ist nur wenig bekannt über das Vorkommen von Immunglobulin E im Darm<br />
von an IBD erkrankten Hunden (LOCHER et al., 2001). Die Ergebnisse der vorliegenden<br />
<strong>Diss</strong>ertation zeigen einen Anstieg der IgE positiven Zellen vom Magen zum<br />
Ileum und einen Abfall im Kolon. Bei Betrachtung von Magen, Dünndarm und Dickdarm<br />
lässt sich das Muster einer Glockenkurve auch aus den Daten von LOCHER et<br />
al. (2001) ableiten, wobei letztere Autoren unter dem Sammelbegriff der IBD sowohl<br />
an eosinophiler als auch an lymphoplasmazellulärer Gastroenterokolitis erkrankte<br />
Hunde untersuchten. Ein Peak der Werte in den hinteren Dünndarmabschnitten lässt<br />
sich möglicherweise mit einer generell erhöhten Anzahl an Immunzellen in dieser<br />
GALT-reichen Region erklären.<br />
5.3.4 Vertikales Verteilungsmuster von IgE positiven Zellen bei an<br />
EGEK erkrankten Hunden<br />
Wie schon bei den Kontrolltieren beobachtet, fanden sich bei den an EGEK erkrankten<br />
Hunden für das vertikale Verteilungsmuster von Immunglobulin E keine signifikanten<br />
Unterschiede. Diese Ergebnisse sind im Einklang mit Daten von LOCHER et<br />
al. (2001) für an IBD erkrankte Hunde. JERGENS et al. (1996) beschrieben für die<br />
Immunglobuline A und M im Duodenum von IBD Hunden ebenfalls ein homogenes<br />
Verteilungsmuster zwischen Zotten und Krypten ohne signifikante Differenzen.<br />
5.3.5 Vergleichende Darstellung des Verteilungsmusters von c-kit<br />
und IgE positiven Zellen bei an EGEK erkrankten Hunden<br />
Wie bereits bei den Kontrolltieren beobachtet, stimmen die horizontalen und vertikalen<br />
Verteilungsmuster der c-kit positiven Mastzellen mit dem der IgE positiven Zellen<br />
topografisch überein. Gleichartiges wurde von GERMAN et al. (1999a) für darmgesunde<br />
Hunde und von LOCHER et al. (2001) für an IBD erkrankte Hunde beschrieben.<br />
Es stellt sich die Frage, ob die identische Lokalisation von c-kit und IgE innerhalb<br />
der Lamina propria des Magen-Darmtraktes durch eine Bindung des Immunglobulin<br />
E an Mastzellen bedingt ist.
Diskussion 96<br />
5.4 Vergleichende Darstellung der Verteilungsmuster von<br />
c-kit positiven Mastzellen bei an EGEK erkrankten und<br />
bei darmgesunden Hunden<br />
Bei dem Vergleich zwischen Kontrollhunden einerseits und an eosinophiler<br />
Gastroenterkolitis erkrankten Hunden anderseits zeigten sich sowohl bei Betrachtung<br />
des gesamten Magendarmtraktes als auch für die einzelnen Magen-Darmabschnitte<br />
hochsignifikante Differenzen in der Expression des c-kit Rezeptors. Im Magendarmtrakt<br />
erkrankter Hunde waren doppelt soviele c-kit positive Mastzellen vorhanden als<br />
im Gastrointestinaltrakt der darmgesunden Tiere. Auch in den drei untersuchten<br />
Dünndarmabschnitten sowie im Kolon wurden signifikante Unterschiede zwischen<br />
den erkrankten Hunden und den Kontrolltieren festgestellt. Diese Ergebnisse stimmen<br />
mit denen von KLEINSCHMIDT et al. (2007) überein. Letztere Autoren konnten<br />
für an EGEK erkrankte Hunde im Dickdarm sowie im Duodenum und Ileum einen<br />
signifikanten Anstieg der Mastzellen nachweisen, wobei allerdings je nach verwendeter<br />
Detektionsmethode (Darstellung mittels Kresylechtviolett-Färbung, Tryptase- und<br />
Chymase-Nachweis), Schwankungen der Mastzellzahlen beobachtet wurden. Auch<br />
LOCHER et al. (2001) beschreiben für an IBD erkrankte Hunde signifikant erhöhte<br />
Tryptase-positive Mastzellzahlen im Magen sowie statistisch auffällige Werte im<br />
Dünndarm (p ≤ 0,06) im Vergleich zu Kontrolltieren. Die Ergebnisse der zuvor genannten<br />
Arbeiten stehen jedoch im Gegensatz zu Daten einer Studie von GERMAN<br />
et al. (2001), die bei IBD Hunden eine Abnahme an mittels Toluidinblau dargestellten<br />
Mastzellen im Vergleich zu darmgesunden Hunden beobachteten. Allerdings ist zu<br />
beachten, dass in letzterer Studie die vorliegende IBD Form der untersuchten Tiere<br />
nicht näher klassifiziert wurde, während KLEINSCHMIDT et al. (2007) ausschließlich<br />
an EGEK erkrankte Tiere untersuchten und LOCHER et al. (2001) eine Gruppe mit<br />
sowohl an LPE erkrankten als auch an EGEK erkrankten Hunden verwendeten. Diese<br />
Unterscheidung ist insofern wichtig, weil aus veterinär- und humanmedizinischen<br />
Studien bekannt ist, dass bei der Th 1 -dominierten lympho-plasmazellulären Form der<br />
kaninen IBD (analog zu Colitis ulcerosa beim Menschen) die Mastzellzahlen reduziert<br />
sind, während bei der vermutlich Th 2 -gesteuerten eosinophilen Form der kani-
Diskussion 97<br />
nen IBD sowie Morbus Crohn beim Menschen die Anzahl der Mastzellen erhöht ist<br />
(GELBMANN et al., 1999; LOCHER et al., 2001; CRIVELLATO et al., 2003; ANDOH<br />
et al., 2006; KLEINSCHMIDT et al., 2007). Die Tatsache, dass LOCHER et al. (2001)<br />
eine gemischte Gruppe von Hunden mit sowohl lympho-plasmazellulären als auch<br />
eosinophiler IBD untersuchten, erklärt möglicherweise die nicht-signifikanten Ergebnisse<br />
für Dünn- und Dickdarm zwischen darmgesunden Hunden und IBD Hunden.<br />
Dies würde auch die Diskrepanz der Ergebnisse ersterer Autoren und der eigenen<br />
Arbeit erklären. Weiterhin sind methodische Unterschiede als Grund zu berücksichtigen.<br />
Die erhöhten Mastzellzahlen bei an EGEK erkrankten Hunden könnten auf das Vorliegen<br />
einer Hypersensitivitätreaktion vom Typ I hindeuten, worauf weiter unten detailliert<br />
eingegangen wird.<br />
5.5 Vergleichende Darstellung des Verteilungsmusters<br />
von IgE positiven Mastzellen bei an EGEK erkrankten<br />
und bei darmgesunden Hunden<br />
Im Rahmen dieser Arbeit konnten deutliche quantitative Unterschiede im Verteilunsgmuster<br />
für Immunglobulin E zwischen Kontrolltieren und an EGEK erkrankten<br />
Hunden nachgewiesen werden. Aus der vorliegenden Arbeit geht hervor, dass die<br />
Anzahl der IgE positiven Zellen in den gleichen Darmabschnitten bei erkrankten<br />
Hunden bis zu 4-mal höher war als bei darmgesunden Tieren. Diese Daten sind im<br />
Einklang mit den Ergebnissen von LOCHER et al. (2001), die wie die Verfasserin<br />
dieser Arbeit einen signifikanten Anstieg von IgE positiven Zellen im Dünn- und Dickdarm<br />
von an IBD erkrankten Tieren beobachteten. Interessanterweise stellten<br />
LOCHER et al. (2001) sowohl bei darmgesunden als auch bei an IBD erkrankten<br />
Hunden fest, dass nur eine sehr geringe Anzahl an Zellen in der Tunica mucosa des<br />
Magen-Darmtraktes positiv für IgE mRNA war. Viel mehr fanden sich die IgE produzierenden<br />
(mRNA positiven) Zellen in den regionären Lymphknoten des Gastroinestinaltraktes,<br />
was ebenfalls in der Humanmedizin beschrieben worden ist<br />
(ROGNUM und BRANDTZAEG, 1989; SUTTON und GOULD, 1993). Dies würde<br />
bedeuten, dass sich nur wenige IgE produzierende Plasmazellen in der Lamina
Diskussion 98<br />
propria von darmgesunden und an IBD erkrankten Hunden befinden bzw. eine andere<br />
Zellpopulation im Darm des Hundes Immunglobulin E trägt. Dies würde ebenfalls<br />
zu der für Plasmazellen untypischen Morphologie der IgE positiven Zellen in dieser<br />
Arbeit passen, welche auch schon von anderen Autoren beschrieben wurde<br />
(GERMAN et al., 1999a; LOCHER et al., 2001). Ausserdem konnten die letzteren<br />
Autoren und die Verfasserin der vorliegenden Arbeit eine identische Topografie der<br />
IgE positiven Zellen und der Mastzellen beobachten, welches die Annahme unterstützt,<br />
dass es sich bei den meisten IgE positiven Zellen der Lamina propria mucosae<br />
um Mastzellen handelt.<br />
Nichts desto trotz wurden in der vorliegenden Arbeit sowohl im gesunden als auch im<br />
erkrankten Magendarmtrakt mehr c-kit positive Mastzellen als IgE positive Zellen<br />
nachgewiesen. Diese Ergebnisse stimmen mit den Daten von LOCHER et al. (2001)<br />
überein, sind jedoch nicht im Einklang mit einer Studie von GERMAN et al. (1996)<br />
zum gesunden Hundedarm. Diese Inkongruenz beruht wahrscheinlich auf der unterschiedlichen<br />
Auszähltechnik der Untersucher, da GERMAN et al. (1999a) eine computergestützte<br />
morphometrische Methode einsetzten.<br />
In Studien zum Vorkommen verschiedener anderer Immunglobuline als IgE bei an<br />
IBD erkrankten Hunden ergaben sich gegensätzliche Aussagen: Während IgA sowohl<br />
bei GERMAN et al. (2001) als auch bei KLEINSCHMIDT et al. (2007) im Darm<br />
von erkrankten Hunden erhöht war, ergaben Untersuchungen zu IgM bei beiden Autoren<br />
keinen Unterschied im Vergleich zur Kontrollgruppe. Für Immunglobulin G wird<br />
im Gastrointestinaltrakt von an IBD erkrankten Hunden sowohl ein Anstieg<br />
(GERMAN et al. 2001) als auch ein Abfall (KLEINSCHMIDT et al., 2007) sowie kein<br />
Unterschied im Vergleich zu Kontrolltieren beschrieben (JERGENS et al., 1996).<br />
Wie vorangehend für Mastzellen diskutiert wurde, lässt eine erhöhte Anzahl an Immunglobulin<br />
E positiven Zellen bei an eosinophiler Gastroenterokolitis erkrankten<br />
Tieren das Vorliegen einer Hypersensitivitätsreaktion vom Typ I vermuten. Auch die<br />
vermehrte Anzahl von eosinophilen Granulozyten in den Magen-Darmbioptaten von<br />
an EGEK erkrankten Hunden passt zu dieser Art von Überempfindlichkeitsreaktion.<br />
Als mögliche Auslöser der Hypersensitivitätsreaktion vom Soforttyp werden luminale<br />
Darmantigene wie z.B. Pollen, intestinale Parasiten oder Bakterien, aber auch Fut-
Diskussion 99<br />
termittelallergene diskutiert (MAGNE, 1992; ELWOOD und GARDEN, 1999;<br />
JERGENS, 1999; KLEINSCHMIDT et al., 2007). Bei einer Hypersensitivitätsreaktion<br />
vom Typ I werden Mastzellen nach Antigenpräsentation durch Immunglobulin E sensibilisiert.<br />
Nach erneuter Konfrontation mit dem gleichen Antigen kommt es durch<br />
Quervernetzung („bridging“) der Mastzell-gebundenen IgE-Moleküle zur Degranulation<br />
der Mastzellen. Hierbei werden zahlreiche entzündungsfördernde Mediatoren<br />
freigesetzt, unter anderem Eotaxin, welches eine Chemotaxis von eosinophilen Granulozyten<br />
bewirkt. Die bei der Degranulation von Mastzellen und eosinophilen Granulozyten<br />
freigesetzten proinflammatorischen Stoffe, wie z.B. major basic Protein<br />
(MBP), haben eine erhebliche Schadwirkung auf das Darmepithel. Inwiefern die Hypersensitivitätsreaktion<br />
vom Typ I Ursache oder Folge bzw. Begleiterscheinung der<br />
eosinophilen Form der kaninen IBD ist, bleibt weiterhin unklar. Ein weiterer wichtiger<br />
immunologischer Faktor, der zusammen mit der o.g. Überempfindlichkeitsreaktion<br />
eine entscheidende Rolle bei der Pathogenese der EGEK spielen könnte ist ein Verlust<br />
der oralen Toleranz.<br />
Die orale Toleranz stellt eine immunologische Homöostase zwischen dem Wirtsorganismus<br />
und die auf ihn einwirkenden, äusseren Einflüsse dar. Sie gewährleistet<br />
die Akzeptanz von harmlosen Antigenen wie z.B. kommensale Bakterien und Nahrungsantigene,<br />
löst aber bei invasiven Pathogenen eine effektive Immunreaktion aus.<br />
Der Erhalt dieses Gleichgewichts wird nach neuesten Kenntnissen hauptsächlich von<br />
regulatorischen T-Zellen (Tregs) und von für die Antigenpräsentation verantwortlichen<br />
dendritischen Zellen bewirkt. Eine Störung der fragilen oralen Toleranz kann zu<br />
einer heftigen, chronischen und unkontrollierten Entzündung des Gastrointestinaltraktes<br />
führen (GERMAN et al., 2003). Entscheidend ist hierbei der Zusammenbruch<br />
der suppressiven Wirkung auf die Th 1 - und Th 2 - dominierte Immunantwort.<br />
Folglich kommt es durch den Verlust der oralen Toleranz zu einer persistierenden,<br />
entzündlichen Überreaktion des GALTs auf harmlose intestinale Antigene in Form<br />
einer Th 2 -gesteuerten Hypersensitivitätsreaktion (MAGNE, 1992; GUILFORD, 1996;<br />
JERGENS, 1999; KUNISAWA und KIYONO, 2010). Proinflammatorische Zytokine<br />
bewirken eine erhöhte Permeabilität der Darmschranke, was einen zusätzlichen Antigeneinstrom<br />
in die Lamina propria zur Folge hat. Der entzündungshemmende
Diskussion 100<br />
Zweig des Immunsystems ist zunehmend überfordert und ein sich selbst unterhaltender<br />
Prozess mit konsekutiver Zerstörung der Darmmukosa entsteht (MAGNE,<br />
1992; GUILFORD, 1996; ALLENSPACH und GASCHEN, 2003; KUNISAWA und<br />
KIYONO, 2010).<br />
5.6 Doppelmarkierung von Mastzellen mittels Antikörper<br />
gegen den c-kit Rezeptor sowie Immunglobulin E<br />
Wie bereits im obigen Text erläutert, wirft die identische Topografie von sowohl c-kit<br />
positiven Mastzellen als auch von Immunglobulin E positiven Zellen innerhalb der<br />
Lamina propria des Magen-Darmtraktes die Frage auf, ob Immunglobulin E an Mastzellen<br />
gebunden vorliegt. Ein Ziel dieser <strong>Diss</strong>ertation bestand darin, mittels einer<br />
Doppelmakierung den c-kit Rezeptor (CD117) und IgE sichtbar zu machen. Da trotz<br />
deutlich positiver Reaktionen der Einfachfärbungen von IgE und CD117 sowohl eine<br />
immunhistochemische als auch eine Doppelmarkierung dieser Antigene mittels Immunfluoreszenz<br />
fehlschlugen, stellt sich die Frage, ob die Epitope von Immunglobulin<br />
E und CD117 in so unmittelbarer Nachbarschaft zueinander liegen, dass eine sterische<br />
Behinderung der verwendeten Antikörper ensteht. Wie in Abbildung 5.1 verdeutlicht,<br />
führt die gleichzeitige Verwendung der Antikörper gegen IgE bzw. CD117<br />
und deren Sekundärantikörper und/oder Detektionssysteme zu einer sog. Baumstruktur,<br />
welche das jeweils andere Epitop abschirmt und eine räumliche Behinderung<br />
bei der Bindung des anderen Antikörpers und/oder Detektionssystems entstehen<br />
lässt.<br />
Zur weiteren Klärung, ob IgE an Mastzellen gebunden vorliegt, wäre eine Auswertung<br />
mittels konfokaler Mikroskopie oder Elektronenmikroskopie denkbar. Vor allem<br />
letztere Methodik wäre mittels einer Immunogold-Reaktion am Sekundärantikörper<br />
von IgE für weitere Arbeiten in Betracht zu ziehen.
Diskussion 101<br />
Abbildung 5.1: Mögliche sterische Behinderung der Antigen-Antikörper-Komplexe bei der<br />
Doppelfärbung von IgE und CD117 Epitopen<br />
Einfachfärbung IgE<br />
Einfachfärbung CD117<br />
AP-ABC Komplex<br />
Anti-IgE AK<br />
(HRP-gekoppelt)<br />
biotinylierter<br />
2. AK<br />
Gebundenes<br />
IgE<br />
1. AK:<br />
Anti-CD117<br />
FcεRI<br />
c-kit Rezeptor<br />
(CD117)<br />
FcεRI<br />
c-kit Rezeptor<br />
(CD117)<br />
Doppelfärbung IgE/c-kit<br />
AP-ABC Komplex<br />
Anti-IgE AK<br />
(HRP-gekoppelt)<br />
biotinylierter<br />
2. AK<br />
1. AK:<br />
Anti-CD117<br />
FcεRI<br />
c-kit-Rezeptor<br />
(CD117)<br />
AK= Antikörper; IgE= Immunglobulin E; AP-ABC= alkalische Phosphatase-Avidin-Biotin-<br />
Peroxidase-Komplex; HRP= Meerrettichperoxidase (horseradish peroxidase)
Diskussion 102<br />
5.7 Schlußbetrachtung<br />
Die Pathogenese der kaninen IBD ist nach wie vor nicht hinreichend geklärt. Zusammenfassend<br />
ist aufgrund der Ergebnisse der vorliegenden Arbeit davon auszugehen,<br />
dass Mastzellen und Immunglobulin E eine entscheidende Rolle bei der eosinophilen<br />
Gastroenterokolitis (EGEK) des Hundes spielen. Wie bereits von anderen<br />
Autoren postuliert, deuten die signifikant erhöhten Zahlen an c-kit positiven Mastzellen<br />
und IgE positiven Zellen auf das Vorliegen einer von Th 2 gesteuerten Hypersensitivitätsreaktion<br />
vom Typ I hin. Um genauere Kenntnisse über die Bedeutung dieser<br />
Überempfindlichkeitsreaktion bei der EGEK zu erlangen, sollten weitere Untersuchungen<br />
zum Zytokinspektrum und zu T-Helferzellen durchgeführt werden. Im Hinblick<br />
auf Studien aus der Humanmedizin über gastrointestinale Hypersensitivitätsreaktionen<br />
ist insbesondere die Rolle der regulatorischen T-Zellen beim Hund näher zu<br />
beleuchten. Aus klinischer Sicht ist eine Provokations-/Eliminationsdiät bei an EGEK<br />
erkrankten Hunden mit Hinblick auf das Vorliegen einer möglichen Überempfindlichkeitsreaktion<br />
gegen z.B. Futtermittelantigene unabdingbar. Ansatzpunkte für eine<br />
Therapie der eosinophilen Form der IBD könnten neben den bekannten Mesalazin-<br />
Präparaten, welche die IgE vermittelte Histamin und Prostaglandin-D 2 Freisetzung<br />
hemmen, Mastzellstabilisatoren wie Chromoglykat darstellen (ALLENSPACH und<br />
GASCHEN, 2003; PENISSI et al., 2003). Ferner bewirkte eine Behandlung mit Antikörper<br />
gegen IL-4 und IL-10 eine Reduzierung von IgE im Blutserum von Mäusen<br />
(VAN HALTEREN et al., 1997; PERRIER et al., 2010), was eine therapeutische Anwendung<br />
dieser Antikörper bei Hunden mit EGEK denkbar macht.<br />
Die durchgeführten Untersuchungen zu altersassoziierten Veränderungen am Magendarmtrakt<br />
von Hunden zeigen eine Abnahme der c-kit positiven Mastzellen mit<br />
zunehmendem Alter. Des Weiteren wiesen die Hunde der mittleren Altersgruppe (3<br />
bis 7 Jahre) einen signifikanten Anstieg der IgE positiven Zellen im Vergleich zu den<br />
juvenilen Hunden (bis 1 Jahr) auf. Im fortgeschrittenen Alter sinkt die Zahl der IgE<br />
positiven Zellen im kaninen Gastrointestinaltrakt wieder. Um die alterassoziierten<br />
Veränderungen am Darmimmunsystem des Hundes weitergehend zu charakterisieren,<br />
sollten in Zukunft weitere Immunzellsubpopulationen und die im Nager-Modell<br />
bedeutungsvollen Homingfaktoren untersucht werden.
Zusammenfassung 103<br />
6 Zusammenfassung<br />
Histopathologische und immunhistochemische Untersuchungen zur<br />
Beteiligung von Mastzellen und Immunglobulin E bei Hunden mit chronischen<br />
idiopathischen Darmentzündungen<br />
Nicole Zielschot<br />
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden formalinfixierte und in Paraffin eingebettete<br />
Bioptate aus dem Magendarmtrakt von 11 Hunden mit histologisch festgestellter<br />
eosinophiler Gastroenterokolitis (EGEK) sowie von 14 Kontrollhunden mittels immunhistochemischer<br />
Färbemethoden quantitativ auf das horizontale und vertikale<br />
Verteilungsmuster von c-kit positiven Mastzellen und Immunglobulin E (IgE) untersucht.<br />
Bei den Kontrollhunden wurden keine Differenzen in der Verteilung der c-kit positiven<br />
Mastzellen und der IgE positiven Zellen zwischen den einzelnen Magen-<br />
Darmabschnitten (horizontale Verteilung) beobachtet. Eine Ausnahme stellt die signifikant<br />
höhere Anzahl c-kit positiver Zellen des Jejunums im Vergleich zum Magen<br />
dar. Auch die Betrachtung des vertikalen Verteilungsmusters von c-kit und Immnunglobulin<br />
E positiven Zellen ergab keine Unterschiede zwischen apikaler oder tiefer<br />
Tunica mucosa. Tendenziell fanden sich jedoch für beide Parameter mehr positive<br />
Zellen in der apikalen Tunica mucosa. Innerhalb der Gruppe der an EGEK erkrankten<br />
Tiere ergaben sich keine signifikanten Unterschiede im horizontalen und<br />
vertikalen Verteilungsmuster der c-kit und Immunglobulin E positiven Zellen. Sowohl<br />
bei den an EGEK erkrankten Hunden als auch bei den Kontrollhunden wurden mehr<br />
c-kit positive Zellen als IgE positive Zellen gezählt.<br />
Bei an EGEK erkrankten Hunden wurden im Vergleich zu den Kontrollhunden in allen<br />
Magendarmabschnitten signifikant mehr c-kit positive Mastzellen und IgE positive<br />
Zellen festgestellt. Diese Ergebnisse weisen auf eine mögliche Rolle von Mastzellen<br />
und Immunglobulin E bei der eosinophilen Form der kaninen IBD. Da Mastzellen und<br />
Immunglobulin E die Haupteffektorzellen einer Hypersensitivitätsreaktion vom Typ I
Zusammenfassung 104<br />
sind, ist das Vorliegen einer derartigen Überempfindlichkeitsreaktion bei der EGEK<br />
des Hundes nahe liegend. Inwiefern die Hypersensitivitätsreaktion vom Typ I Ursache<br />
oder Folge bzw. Begleiterscheinung der eosinophilen Form der kaninen IBD ist,<br />
bleibt weiterhin unklar. Ein weiterer wichtiger immunologischer Faktor, der zusammen<br />
mit der o.g. Überempfindlichkeitsreaktion eine entscheidende Rolle bei der Pathogenese<br />
der EGEK spielen könnte, ist ein Verlust der oralen Toleranz. Möglicherweise<br />
kommt es durch den Verlust der oralen Toleranz gegenüber harmlosen intestinalen<br />
Antigenen zu einer persistierenden, entzündlichen Überreaktion des Darmimmunsystems<br />
in Form einer Th 2 -gesteuerten Hypersensitivitätsreaktion.<br />
Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden eventuelle altersassoziierte Unterschiede in der<br />
Expression von c-kit und Immunglobulin E im Gastrointestinaltrakt von darmgesunden<br />
Hunden untersucht. Hierzu wurden die Kontrollhunde in verschiedene Altersgruppen<br />
unterteilt (Gruppe 1= 1 Monat bis 1 Jahr; Gruppe 2= 3 bis 7 Jahre, Gruppe<br />
3= 8 bis 17 Jahre). Obwohl sich aus den statistischen Berechnungen keine signifikanten<br />
Unterschiede ergaben, wurde eine Abnahme an c-kit positiven Mastzellen mit<br />
zunehmendem Alter der Hunde beobachtet. Die Ursache für eine altersassoziierte<br />
Abnahme von Mastzellen könnte auf eine reduzierte Anzahl von Vorläuferzellen im<br />
Alter zurück zu führen sein oder durch eine generell geminderte Proliferationsrate<br />
von Zellen innerhalb der Darmmukosa bei älteren Tieren bedingt sein. Bei der Betrachtung<br />
der IgE Expression wurde ein signifikanter Anstieg der Immunglobulin E<br />
positiven Zellen zwischen Gruppe 1 und 2 und ein Abfall der IgE positiven Zellen im<br />
Magendarmtrakt der Hunde der Gruppe 3 festgestellt. Diese altersassoziierte Glockenkurve<br />
könnte auf einer breiteren Diversität und einer generellen Zunahme der<br />
Exposition des Darmimmunsystems gegenüber bakteriellen, Futtermittel- und/oder<br />
umweltbedingten Antigenen im mittleren Alter zurück zu führen sein. Die Ursache für<br />
die Abnahme der IgE positiven Zellen in Gruppe 3 könnte darin bestehen, dass im<br />
fortgeschrittenen Alter das Homing-Potential von B- und T-Zellen abnimmt, wodurch<br />
weniger B-Zellen in der Lamina propria des Darms für die Antikörpersekretion zur<br />
Verfügung stehen.
Summary 105<br />
7 Summary<br />
Histopathological and immunohistochemical studies on the role of mast cells<br />
and immunoglobuline E in dogs with inflammatory bowel disease (IBD)<br />
Nicole Zielschot<br />
The aim of this study was to investigate the presence of c-kit positive mast cells and<br />
immunoglobuline E positive cells in the gastrointestinal tract of dogs suffering from<br />
the eosinophilic form of IBD in comparison with control dogs. For this purpose, formalin-fixed<br />
and paraffin-embedded full-thickness biopsies from the gastrointestinal tract<br />
of 11 dogs with eosinophilic gastroenterocolitis (EGEC) and 14 control dogs were<br />
immunohistochemically labelled with antibodies for c-kit and immunoglobuline E. The<br />
horizontal and vertical distribution of the c-kit and IgE positive cells in the tunica mucosa<br />
of the gastrointestinal samples was quantified. For control dogs, no statistical<br />
sigificance was observed for the horizontal or vertical distribution of c-kit or IgE positive<br />
cells with exception of a higher amount of c-kit positive mast cells in the jejunum<br />
compared with the stomach.<br />
Similar to the control group, there were no significances in the horizontal or vertical<br />
distribution of c-kit or IgE positive cells in the gastrointestinal tract of dogs suffering<br />
from EGEC. However, regarding the vertical axis, the c-kit and IgE positive cells tended<br />
to be more numerous in the apical tunica mucosa of both diseased and healthy<br />
dogs.<br />
Dogs suffering from eosinophilic gastroenterocolitis showed significantly higher<br />
amounts of c-kit positive mast cells as well as IgE positive cells in the tunica mucosa<br />
of each gastrointestinal segment. These findings indicate a possible role of mast cells<br />
and immunoglobuline E in EGEC. Mast cells and IgE are the main effectors in hypersensitivity<br />
reactions of type I, which implies the presence of this hypersensitivity type<br />
in the eosinophilic form of canine IBD. However, it remains unclear if hypersensitivity<br />
reaction type I is cause, consequence or epiphenomenon of EGEC in dogs. Loss of<br />
oral tolerance might be another important immunologic element in IBD: a loss of oral
Summary 106<br />
tolerance towards harmless intestinal antigens is able to cause a persistent, inflammatory<br />
overreaction of the GALT in the form of a Th 2 controlled hypersensitivity reaction<br />
of type I.<br />
Another aim of this study was to investigate the age-dependent expression of c-kit<br />
and immunoglobuline E in the gastrointestinal tract of healthy dogs. For this purpose,<br />
14 control dogs were divided into 3 different age-groups (group 1 = 1 month-1 year;<br />
group 2 = 3-7 years; group 3 = 8-17 years). Although not statistically significant, there<br />
was a clear decline of c-kit positive mast cells from group 1 to group 3. This could be<br />
caused by a diminution of precursor cells in elderly individuals or could be due to a<br />
general decrease of the proliferation rate in the intestinal mucosa at advanced age.<br />
Considering the IgE expression, the data showed a significant increase of immunoglobulin<br />
E from group 1 to group 2 and a decrease from group 2 to group 3. These<br />
findings could be explained by the fact that the GALT of middle-aged dogs (group 2)<br />
has been exposed to a much larger diversity and a greater amount of antigens than<br />
the GALT of dogs of younger age (group 1). A decline of IgE positive cells at advanced<br />
age (group 3) might be caused by an age-related diminution of B and T cell homing.<br />
As a consequence, the amount of immunglobuline-secreting B cells in the lamina<br />
propria of the gastrointestinal tract would be decreased as well.
Literaturverzeichnis 107<br />
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ZSEBO, K.M., D.A. WILLIAMS, E.N. GEISSLER, V.C. BROUDY, F.H. MARTIN, H.L.<br />
ATKINS, R.Y. HSU, N.C. BIRKETT, K.H. OKINO, D.C. MURDOCK (1990):<br />
Stem cell factor is encoded at the Sl locus of the mouse and is the ligand for<br />
the c-kit tyrosine kinase receptor.<br />
Cell 63, 213–224.
Anhang 128<br />
9 Anhang<br />
9.1 Angaben zu den Kontrollhunden<br />
Tabelle 9.1: Darstellung der c-kit positiven Zellen/mm 2 der jeweiligen Magen-Darm-<br />
Lokalisationen bei Kontrollhunden<br />
E-Nr. Rasse Alter Geschl. Magen Duodenum Jejunum Ileum Kolon<br />
E 1708/00 Rottweiler 1 J. W 0,00 0,20 0,21 0,04 0,00 gesamt<br />
0,00 0,20 0,28 0,07 0,00 Zotte/apikale T.m.<br />
0,00 0,19 0,14 0,00 0,00 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 2532/04 Retriever 2 M. M 0,31 1,29 2,04 1,35 0,58 gesamt<br />
0,31 1,03 1,24 1,05 0,45 Zotte/apikale T.m.<br />
0,31 1,55 2,83 1,66 0,72 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 3761/04 Mops 7 M. M 0,93 1,42 1,33 1,13 0,59 gesamt<br />
1,18 1,73 1,49 0,92 0,32 Zotte/apikale T.m.<br />
0,67 1,11 1,16 1,34 0,86 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 4558/02 Ir. Setter 1 M. W 2,10 0,32 0,51 0,71 0,40 gesamt<br />
2,05 0,17 0,16 0,30 0,19 Zotte/apikale T.m.<br />
2,15 0,47 0,85 1,11 0,60 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 4899/00 Boxer 5 M. M 0,05 0,36 0,34 0,4 0,04 gesamt<br />
0,10 0,17 0,42 0,32 0,05 Zotte/apikale T.m.<br />
0,00 0,50 0,34 0,48 0,03 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 1246/00 Doberm. 3 J. M. 0,36 0,44 0,49 0,41 0,72 gesamt<br />
0,71 0,37 0,30 0,45 0,44 Zotte/apikale T.m.<br />
0,00 0,50 0,68 0,36 1,03 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 2474/00 Retriever 3,5 J. W 0,11 0,13 0,20 0,27 0,13 gesamt<br />
0,13 0,09 0,33 0,38 0,12 Zotte/apikale T.m.<br />
0,08 0,26 0,07 0,15 0,14 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 2996/00 Ber. Senn. 7 J. MK 0,70 0,22 0,95 0,76 0,30 gesamt<br />
0,60 0,32 1,15 0,88 0,22 Zotte/apikale T.m.<br />
0,79 0,11 0,75 0,64 0,38 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 4110/00 Rottweiler 7 J. W. 0,09 1,03 0,56 1,11 0,44 gesamt<br />
0,05 1,30 1,01 1,38 0,42 Zotte/apikale T.m.<br />
0,12 0,76 0,10 0,84 0,45 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 1756/00 Mischling 8,5 J. W 0,25 0,24 0,31 0,47 0,04 gesamt<br />
0,37 0,47 0,47 0,80 0,04 Zotte/apikale T.m.<br />
0,13 0,00 0,14 0,13 0,04 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 2631/00 Mischling 17 J. W 0,22 0,02 0,21 0,37 0,08 gesamt<br />
0,26 0,00 0,19 0,22 0,00 Zotte/apikale T.m.<br />
0,18 0,03 0,22 0,51 0,15 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 3066/00 Mischling 13 J. W 0,13 0,04 0,37 0,19 0,19 gesamt<br />
0,07 0,03 0,36 0,07 0,09 Zotte/apikale T.m.<br />
0,19 0,04 0,37 0,30 0,29 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 3642/00 Mischling 16 J. M 0,20 0,19 0,63 0,20 0,31 gesamt<br />
0,30 0,24 0,71 0,10 0,04 Zotte/apikale T.m.<br />
0,10 0,14 0,54 0,29 0,58 Krypte/tiefe T.m.
Anhang 129<br />
E 3672/00 Neufundl. 8 J. M N.A. 0,46 1,10 0,73 0,59 gesamt<br />
N.A. 0,57 1,10 0,77 0,43 Zotte/apikale T.m.<br />
N.A. 0,34 1,10 0,68 0,75 Krypte/tiefe T.m.<br />
E-Nr. = Einsendungsnummer; Ir. Setter = Irish Setter; Doberm. = Dobermann; Ber. Senn. = Berner Sennenhund; Neufundl. =<br />
Neufundländer; J. = Jahr bzw. Jahre; M. = Monat bzw. Monate; Geschl. = Geschlecht; M = männlich; MK = männlich kastriert;<br />
W = weiblich; NA = nicht auswertbar; gesamt = Durchschittswert aus Zotte/apikale T.m. und Krypte/tiefe T.m.; T.m. = Tunica<br />
mucosa;
Anhang 130<br />
Tabelle 9.2: Darstellung der IgE positiven Zellen/mm 2 der jeweiligen Magen-Darm-<br />
Lokalisationen bei Kontrollhunden<br />
E-Nr. Rasse Alter Geschl. Magen Duodenum Jejunum Ileum Kolon<br />
E 1708/00 Rottweiler 1 J. W 0,05 0,25 0,25 0,00 0,00 gesamt<br />
0,00 0,10 0,10 0,00 0,00 Zotte/apikale T.m.<br />
0,10 0,40 0,40 0,00 0,00 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 2532/04 Retriever 2 Mo. M 0,00 0,10 0,05 0,00 0,00 gesamt<br />
0,00 0,10 0,10 0,00 0,00 Zotte/apikale T.m.<br />
0,00 0,10 0,00 0,00 0,00 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 3761/04 Mops 7 M. M 0,00 0,05 0,00 0,05 0,00 gesamt<br />
0,00 0,00 0,00 0,10 0,00 Zotte/apikale T.m.<br />
0,00 0,10 0,00 0,00 0,00 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 4558/02 Ir. Setter 1 M. W 0,20 0,30 0,05 0,00 0,00 gesamt<br />
0,20 0,10 0,10 0,00 0,10 Zotte/apikale T.m.<br />
0,20 0,50 0,00 0,00 0,10 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 4899/00 Boxer 5 M. M 0,05 0,25 0,10 0,30 0,10 gesamt<br />
0,00 0,40 0,10 0,40 0,10 Zotte/apikale T.m.<br />
0,10 0,10 0,10 0,20 0,10 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 1246/00 Doberm. 3 J. M. 0,10 0,10 0,25 0,65 0,45 gesamt<br />
0,10 0,00 0,10 0,70 0,30 Zotte/apikale T.m.<br />
0,10 0,20 0,40 0,60 0,60 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 2474/00 Retriever 3,5 J. W 0,60 0,00 0,15 0,05 0,55 gesamt<br />
1,10 0,00 0,10 0,10 0,60 Zotte/apikale T.m.<br />
0,10 0,00 0,20 0,00 0,50 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 2996/00 Ber. Senn. 7 J. MK 1,05 1,00 0,80 1,00 0,85 gesamt<br />
1,10 0,80 0,40 1,00 0,50 Zotte/apikale T.m.<br />
1,00 1,20 1,20 1,00 1,20 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 4110/00 Rottweiler 7 J. W. 0,05 0,35 0,45 0,30 0,55 gesamt<br />
0,10 0,30 0,60 0,60 0,30 Zotte/apikale T.m.<br />
0,00 0,40 0,30 0,00 0,80 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 1756/00 Mischling 8,5 J. W 0,55 0,40 0,60 1,25 0,45 gesamt<br />
1,00 0,60 0,70 1,40 0,40 Zotte/apikale T.m.<br />
0,10 0,20 0,50 1,10 0,50 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 2631/00 Mischling 17 J. W 0,00 0,00 0,05 0,00 0,00 gesamt<br />
0,00 0,00 0,10 0,00 0,00 Zotte/apikale T.m.<br />
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 3066/00 Mischling 13 J. W 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 gesamt<br />
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Zotte/apikale T.m.<br />
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 3642/00 Mischling 16 J. M 0,15 0,40 0,10 0,00 0,00 gesamt<br />
0,30 0,10 0,10 0,00 0,00 Zotte/apikale T.m.<br />
0,00 0,70 0,10 0,00 0,00 Krypte/tiefe T.m.<br />
E 3672/00 Neufundl. 8 J. M 0,50 1,05 1,00 0,70 0,75 gesamt<br />
0,70 1,40 0,70 0,50 0,30 Zotte/apikale T.m.<br />
0,30 1,70 1,30 0,90 1,20 Krypte/tiefe T.m.<br />
E-Nr. = Einsendungsnummer; Ir. Setter = Irish Setter; Doberm. = Dobermann; Ber. Senn. = Berner Sennenhund; Neufundl. =<br />
Neufundländer; J. = Jahr bzw. Jahre; M. = Monat bzw. Monate; Geschl. = Geschlecht; M = männlich; MK = männlich kastriert;<br />
W = weiblich; gesamt = Durchschittswert aus Zotte/apikale T.m. und Krypte/tiefe T.m.; T.m. = Tunica mucosa;
Anhang 131<br />
9.2 Angaben zu den an eosinophiler Gastroenterokolitis<br />
erkrankten Hunden<br />
Tabelle 9.3: Darstellung der c-kit positiven Zellen/mm 2 sowie des histopathologischen Befundes<br />
der jeweiligen Magen-Darm-Lokalisationen bei an EGEK erkrankten Hunden<br />
E-Nr. Rasse Alter Geschl. Magen Duodenum Jejunum Ileum Kolon<br />
E 5109/02 Labrador 1 J. M 0,03 0,79 1,47 1,25 0,73 gesamt<br />
0,04 0,69 1,38 1,35 0,34 Zotte/apikale T.m.<br />
0,01 1,83 1,56 1,15 1,11 Krypte/tiefe T.m.<br />
o.b.B. o.b.B. NA NA + histopath. Befund<br />
E 2282/03 DSH 7.5 J. WK 2,37 3,34 0,04 NU 0,40 gesamt<br />
2,89 3,88 0,04 NU 0,29 Zotte/apikale T.m.<br />
1,84 2,79 0,04 NU 0,51 Krypte/tiefe T.m.<br />
+ ++ o.b.B. NU o.b.B. histopath. Befund<br />
E 4884/00 Chih. 1 J. W 1,58 2,15 4,14 2,14 2,30 gesamt<br />
1,06 3,20 5,48 1,86 2,40 Zotte/apikale T.m.<br />
2,10 1,10 2,79 2,42 2,19 Krypte/tiefe T.m.<br />
o.b.B. o.b.B. o.b.B. o.b.B. + histopath. Befund<br />
E 4248/03 Neufundl. 7,5 J. W 0,91 1,58 1,46 1,58 0,56 gesamt<br />
0,92 1,86 1,73 1,56 0,29 Zotte/apikale T.m.<br />
0,89 1,26 1,19 1,60 0,83 Krypte/tiefe T.m.<br />
o.b.B. o.b.B. o.b.B. o.b.B. + histopath. Befund<br />
E 3637/00 DSH 7 J. M 0,29 0,18 0,52 0,59 0,88 gesamt<br />
0,57 0,12 0,54 1,17 0,88 Zotte/apikale T.m.<br />
0,01 0,23 0,50 0,01 0,88 Krypte/tiefe T.m.<br />
o.b.B. o.b.B. + + + histopath. Befund<br />
E 4166/00 Labrador 4 J. MK 0,53 NU 0,59 NU 1,4 gesamt<br />
0,77 NU 0,81 NU 1,98 Zotte/apikale T.m.<br />
0,28 NU 0,36 NU 0,82 Krypte/tiefe T.m.<br />
+ NU ++ NU + histopath. Befund<br />
E 4656/02 Dackel 6 J. WK NA 2,21 3,49 1,45 4,18 gesamt<br />
NA 2,21 3,10 1,64 3,47 Zotte/apikale T.m.<br />
NA 3,88 1,25 4,89 Krypte/tiefe T.m.<br />
NA NA ++ + NA histopath. Befund<br />
E 3559/03 Weimar. 5,5 J. W 1,53 1,61 1,83 NU 0,89 gesamt<br />
1,77 1,45 1,68 NU 0,15 Zotte/apikale T.m.<br />
1,29 1,77 1,98 NU 1,62 Krypte/tiefe T.m.<br />
NU + o.b.B. o.b.B. + histopath. Befund<br />
E 1262/00 Dackel 3 J. M 0,6 2,75 3,21 0,46 NU gesamt<br />
0,86 3,29 4,14 0,25 NU Zotte/apikale T.m.<br />
0,34 2,20 2,28 0,66 NU Krypte/tiefe T.m.<br />
o.b.B. o.b.B. + NU ++ histopath. Befund<br />
E 2739/03 RR 2 J. M NA 0,65 0,99 NA 0,43 gesamt<br />
NA 1,16 0,96 NA 0,14 Zotte/apikale T.m.<br />
NA 0,13 1,01 NA 0,72 Krypte/tiefe T.m.<br />
+ +++ ++ NA ++ histopath. Befund<br />
E 3895/03 Mischling 2,5 J M 1,54 1,5 2,66 2,36 3,88 gesamt<br />
2,15 1,22 1,17 2,36 2,65 Zotte/apikale T.m.<br />
0,93 1,77 4,15 2,35 5,43 Krypte/tiefe T.m.<br />
o.b.B. o.b.B. o.b.B. o.b.B. ++ histopath. Befund
Anhang 132<br />
Tabelle 9.4: Darstellung der IgE positiven Zellen/mm 2 sowie des histopathologischen Befundes<br />
der jeweiligen Magen-Darm-Lokalisationen bei an EGEK erkrankten Hunden<br />
E-Nr. Rasse Alter Geschl. Magen Duodenum Jejunum Ileum Kolon<br />
E 5109/02 Labrador 1 J. M 1,35 0,70 0,80 1,20 1,30 gesamt<br />
1,90 0,20 0,10 0,40 1,60 Zotte/apikale T.m.<br />
0,80 1,20 1,50 2,00 1,00 Krypte/tiefe T.m.<br />
o.b.B. o.b.B. NA NA + histopath. Befund<br />
E 2282/03 DSH 7.5 J. WK 0,45 0,70 0,00 0,05 0,04 gesamt<br />
0,60 0,20 0,00 0,00 0,00 Zotte/apikale T.m.<br />
0,30 1,20 0,00 0,10 0,08 Krypte/tiefe T.m.<br />
+ ++ o.b.B. NU o.b.B. histopath. Befund<br />
E 4884/00 Chih. 1 J. W 2,95 0,75 2,50 3,20 NA gesamt<br />
4,00 0,60 1,90 3,30 NA Zotte/apikale T.m.<br />
1,90 0,90 3,10 3,10 NA Krypte/tiefe T.m.<br />
o.b.B. o.b.B. o.b.B. o.b.B. + histopath. Befund<br />
E 4248/03 Neufundl. 7,5 J. W 0,15 0,05 1,20 0,80 0,50 gesamt<br />
0,20 0,00 1,20 0,80 0,10 Zotte/apikale T.m.<br />
0,10 0,10 1,20 0,80 0,90 Krypte/tiefe T.m.<br />
o.b.B. o.b.B. o.b.B. o.b.B. + histopath. Befund<br />
E 3637/00 DSH 7 J. M 0,10 0,05 0,20 1,55 1,70 gesamt<br />
0,10 0,10 0,20 1,60 0,80 Zotte/apikale T.m.<br />
0,10 0,00 0,20 1,50 2,60 Krypte/tiefe T.m.<br />
o.b.B. o.b.B. + + + histopath. Befund<br />
E 4166/00 Labrador 4 J. MK 0,95 NU 1,00 NU 1,40 gesamt<br />
1,60 NU 0,80 NU 1,40 Zotte/apikale T.m.<br />
0,30 NU 1,20 NU 1,40 Krypte/tiefe T.m.<br />
+ NU ++ NU + histopath. Befund<br />
E 4656/02 Dackel 6 J. WK NA 2,75 3,15 3,10 3,40 gesamt<br />
NA 3,50 2,40 2,70 3,30 Zotte/apikale T.m.<br />
NA 2,00 3,90 3,50 3,50 Krypte/tiefe T.m.<br />
NA NA ++ + NA histopath. Befund<br />
E 3559/03 Weimar. 5,5 J. W NU 2,80 4,40 3,75 3,98 gesamt<br />
NU 3,50 3,30 3,60 3,97 Zotte/apikale T.m.<br />
NU 2,10 5,50 3,90 3,97 Krypte/tiefe T.m.<br />
NU + o.b.B. o.b.B. + histopath. Befund<br />
E 1262/00 Dackel 3 J. M 0,15 1,15 1,30 NU 0,20 gesamt<br />
0,20 1,50 1,40 NU 0,00 Zotte/apikale T.m.<br />
0,10 0,80 1,20 NU 0,40 Krypte/tiefe T.m.<br />
o.b.B. o.b.B. + NU ++ histopath. Befund<br />
E 2739/03 RR 2 J. M NA 1,60 1,10 NA 1,00 gesamt<br />
NA 1,30 1,50 NA 0,80 Zotte/apikale T.m.<br />
NA 1,90 0,70 NA 1,20 Krypte/tiefe T.m.<br />
+ +++ ++ NA ++ histopath. Befund<br />
E 3895/03 Mischling 2,5 J M 0,00 0,00 0,05 0,05 0,45 gesamt<br />
0,00 0,00 0,10 0,10 0,70 Zotte/apikale T.m.<br />
0,00 0,00 0,00 0,00 0,20 Krypte/tiefe T.m.<br />
o.b.B. o.b.B. o.b.B. o.b.B. ++ histopath. Befund<br />
Tabelle 9.3 und 9.4: E-Nr. = Einsendungsnummer; RR = Rhodesian Ridgeback; DSH = Deutscher Schäferhund;; Chih. = Chihuahua;<br />
Neufundl. = Neufundländer; Weimar. = Weimaraner; J. = Jahr bzw. Jahre; Geschl. = Geschlecht; M = männlich; MK =<br />
männlich kastriert; W = weiblich; WK = weiblich kastriert; + = geringgradige eosinophile Infiltration; ++ = mittelgradige eosinophile<br />
Infiltration; +++ = hochgradige eosinophile Infiltration; NU = nicht untersucht; NA = nicht auswertbar; o.b.B. = ohne besonderen<br />
Befund; gesamt = Durchschittswert aus Zotte/apikale T.m. und Krypte/tiefe T.m.; T.m. = Tunica mucosa;
Anhang 133<br />
9.3 Bezugsquellen für Geräte, Reagenzien, Chemikalien<br />
und Antikörper<br />
Bethyl Laboratories Inc., Montgomery, TX, USA<br />
Anti-Hund Immunglobulin E Antikörper aus der Ziege, A40-125<br />
BIOCYC Gesellschaft für Biotechnologie und Recyclingverfahren GmbH & Co.,<br />
Luckenwalde (ehemals Quartett Immundiagnostika und Biotechnologie<br />
GmbH.)<br />
Aszitesflüssigkeit von nicht-immunisierten Balb/cJ Mäusen, CL8100<br />
Demaskierungslösung G, DE 007<br />
Biozym Diagnostik GmbH, Hess. Oldendorf<br />
Pipettenspitzen SafeSeal-Tips Premium 10µl, 693010<br />
Pipettenspitzen SafeSeal-Tips Premium 20µl, 692151<br />
Pipettenspitzen SafeSeal-Tips Premium 100µl, 692066<br />
Pipettenspitzen SafeSeal-Tips Premium 200µl, 692069<br />
Pipettenspitzen SafeSeal-Tips Premium 1000µl, 690079<br />
CHV Chemie Vertrieb, Hannover<br />
Formaldehyd 37%, 101064<br />
DakoCytomation GmbH, Hamburg<br />
Anti-humaner CD117-Antikörper aus dem Kaninchen, A4502<br />
Engelbrecht, Edermünde<br />
Chromalaun-Gelatine beschichtete Objektträger, 11102
Anhang 134<br />
Eppendorf AG, Hamburg<br />
Eppendorf Zentrifuge 5417 R<br />
Pipette Reference ® 10 µl<br />
Pipette Research ® 20 µl<br />
Pipette Reference ® 100 µl<br />
Pipette Research ® 200 µl<br />
Pipette Reference ® 1000 µl<br />
Heraeus, Hanau<br />
Wärmeschrank B 5042<br />
Knittel W. Glasbearbeitungs GmbH, Braunschweig<br />
Deckgläser (24x50mm)<br />
Leitz, Oberkochen<br />
Mikroskop Labolux<br />
Medite Medizintechnik, Burgdorf<br />
Paraffinstreckbad TFB45<br />
Microm, Heidelberg<br />
Schlittenmikrotom H400R<br />
Olympus Deutschland GmbH, Hamburg<br />
Mikroskop BX41TF<br />
Videokamera Color View soft Imaging system U-TV1X-2<br />
Roth C. GmbH & Co KG, Karlsruhe<br />
Chloralhydrat, 2425<br />
Ethanol, vergällt, K928.2<br />
Essigsäure-n-butylester (EBE), 4600.7
Anhang 135<br />
Hämalaunlösung nach Mayer, T865.2<br />
Kalialaun, P724.1<br />
Natriumchlorid (NaCl), P9062.2<br />
2-Propanol Rotipuran ® (Isopropanol), 8966.4<br />
Roti ® -Histol (Xylol-Ersatz), 6640.2<br />
Roti ® -Histokitt II Eindeckmedium, T160.1<br />
Rotiprotect ® -Nitrilhandschuhe, P777.1<br />
Tris Ultra Qualität, 54239.3<br />
Sakura Finetek Europe B.V., Zoeterwoude, Niederlande<br />
Tissue-Tek ® V-TEC Paraffinarbeitsplatz<br />
Sartorius AG, Göttingen<br />
Sartorius excellence Präzisionswaage E1200S<br />
Schleicher & Schuell, Dassel<br />
Papierfilter, S & S Rundfilter (150 mm Durchmesser), 311612<br />
Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Taufkirchen<br />
Bovines Serumalbumin (BSA), A3059<br />
Citronensäure-1-hydrat p.a., 33114<br />
3,3`-Diaminobenzidin-tetrahydrochlorid dihydrat purum (DAB) p.a., 32750<br />
Ethidiumbromid-Lösung 10mg/ml, E1510<br />
Kaninchenserum, R4505<br />
Natriumdihydrogenphosphat, 71496<br />
Natriumchlorid, 71381<br />
Protease XIV, P-5147
Anhang 136<br />
Vector Laboratories Inc., Burlingame, USA (über Biologo, Kronshagen)<br />
Biotinyliertes Ziege-anti-Kaninchen-Immunglobulin (GAR-b), BA 1000<br />
Biotinyliertes Ziege-anti-FITC Immunglobulin, BA 0601<br />
Vectastain Elite ABC-Kit, PK-6100<br />
Vectastain Standard ABC-AP Kit, AK-5000<br />
Thermo Fisher Scientific Inc., Dreieich<br />
Shandon CoverplatesTM, 72110013<br />
Shandon Sequenza ® Slide Racks, 7331017<br />
VWR TM International GmbH, Darmstadt (ehemals Merck KGaA, Darmstadt)<br />
Calciumchlorid-2-hydrat krist., 2382<br />
Hämatoxylin, 4305<br />
Natriumhydroxid (NaoH) p.a., 1.06498<br />
Pronase E, 0743<br />
Proteinase K, 7433<br />
Salzsäure (HCl) 1N, 1.09057<br />
Wasserstoffperoxid 30% H 2 O 2 (Perhydrol ® ) p.a., 1.07209.0250<br />
Zeiss, Oberkochen<br />
Zeiss Axiophot Mikroskop<br />
Netzmikrometerokular, 444034
Anhang 137<br />
9.4 Lösungen und Puffer für die Immunhistochemie<br />
DAB-Lösung<br />
100 mg DAB in 200 ml PBS (pH 7,2) lösen und mischen (Magnetrührer), anschließend<br />
filtrieren und 200 µl H 2 O 2 (30 %) zugeben<br />
Phosphat-gepufferte Kochsalzlösung (PBS)<br />
40 g NaCl und 7,8 g NaH 2 PO 4 in 5 Litern Aqua dest. auflösen und mit 1 N Na-<br />
OH auf pH 7,2 einstellen<br />
ABC-Gebrauchslösung (Vectastain-ABC-Kit Elite/ Vectastain-ABC-AP-Kit Standard)<br />
In 1000 µl PBS (pH-Wert 9,4) werden 15 µl Lösung A und B nacheinander gut<br />
gemischt. 30 Min. vor Gebrauch ansetzen.
Anhang 138<br />
9.5 Abkürzungen<br />
APC<br />
engl.: antigen presenting cell<br />
Abb.<br />
Abbildung<br />
ABC<br />
Avidin-Biotin-Peroxidase-Komplex<br />
Aqua dest. Aqua destillata (destilliertes Wasser)<br />
Ber. Senn. Berner Sennenhund<br />
Bez.<br />
Bezeichnung<br />
bFGF<br />
engl.: basic fibroblast growth factor<br />
biot.<br />
biotinyliert<br />
bzw.<br />
beziehungsweise<br />
CD<br />
engl.: cluster of differentiation (Oberflächenantigen von<br />
Leukozyten)<br />
Chih.<br />
Chihuahua<br />
CTMC<br />
engl.: connective tissue mast cell (Bindegewebsmastzelle)<br />
DAB<br />
3’3’ Diaminobenzidin-tetrahydrochlorid<br />
de novo<br />
lat.: neu (gebildet werden)<br />
DNA<br />
„deoxyribonucleic acid”<br />
EGEK/EE/EEK eosinophile Gastroenterokolitis/Enteritis/Enterokolitis<br />
Doberm.<br />
Dobermann<br />
DSH<br />
Deutscher Schäferhund<br />
engl.<br />
Englisch<br />
E-Nr.<br />
Einsendungsnummer<br />
et. al.<br />
lat.: et alii (und andere)<br />
Fa.<br />
Firma<br />
FAE<br />
Follikel-assoziiertes Epithel<br />
GALT<br />
engl.: gut associated lymphoid tissue (Darm-assoziiertes<br />
lymphatisches Gewebe)<br />
H 1-4 Rezeptor Histaminrezeptor 1-4<br />
H 2 O<br />
Wasser<br />
H.E.<br />
Hämalaun Eosin
Anhang 139<br />
IBD<br />
engl.: inflammatory bowel disease (chronisch-entzündliche<br />
idiopathische Enteropathie)<br />
ICAM<br />
engl.: intercellular adhesion molecule (interzelluläres<br />
Adhäsionsmolekül)<br />
IEL<br />
intraepitheliale Lymphozyten<br />
IFN-γ<br />
Interferon-γ<br />
Ig<br />
Immunglobulin<br />
IL<br />
Interleukin<br />
in vitro<br />
lat.: in der Zellkultur<br />
in vivo<br />
lat.: im lebenden Organismus<br />
Ir. Setter<br />
Irish Setter<br />
J. Jahr bzw. Jahre<br />
KEV<br />
Kresylechtviolett Färbung<br />
Knockout engl.: ausgeschaltet<br />
lat.:<br />
lateinisch<br />
Lfd.Nr.<br />
laufende Nummer<br />
LPE/LPEK/LPK lymphoplasmazelluläre Enteritis/Enterokolitis/Kolitis<br />
LPS<br />
Lipopolysaccharid<br />
LT bzw. LTC 4 Leukotrien B 4 bzw. Leukotrien C 4<br />
M<br />
männlich<br />
M. Monat bzw. Monate<br />
madCAM-1 engl.: mucosal addressin cell adhesion molecule-1 (mukosales<br />
adressin Zelladhäsionsmolekül-1)<br />
MC C<br />
Chymase tragende Mastzellen<br />
MC CT<br />
MC T<br />
MCP<br />
MHC<br />
min.<br />
mm<br />
Chymase und Tryptase tragende Mastzellen<br />
Tryptase tragende Mastzellen<br />
engl: macrophage chemoattractant protein (Makrophagen<br />
anlockendes Protein)<br />
„major histocompatibility complex”<br />
Minuten<br />
Millimeter
Anhang 140<br />
MMC<br />
MMP<br />
MK<br />
M-Zellen<br />
NA<br />
Neufundl.<br />
NK<br />
NU<br />
o.b.B.<br />
PAMP<br />
PAS<br />
PBS<br />
PCR<br />
engl.: mucosal mast cell (Mukosamastzelle)<br />
Matrixmetalloproteinase<br />
männlich-kastriert<br />
engl.: microfold cells (Zellen mit stark gefalteter Oberfläche)<br />
Nicht auswertbar<br />
Neufundländer<br />
engl.: natural killer cells (natürliche Killerzellen)<br />
nicht untersucht<br />
ohne besonderen Befund<br />
engl.: pathogen associated molecular pattern (Pathogenassoziiertes<br />
molekulares Muster)<br />
engl.: periodic acid shift<br />
engl.: phosphate-buffered saline (Phosphat gepufferte<br />
Kochsalzlösung)<br />
engl.: Polymerase chain reaction (polymerase Kettenreaktion)<br />
PG D 2 Prostaglandin D 2<br />
SCF<br />
engl.: stem cell factor (Stammzellfaktor)<br />
SIBO<br />
engl.: small intestinal bacterial overgrowth (bakterielle<br />
Überwucherung des Dünndarms)<br />
sIgA<br />
sekretorisches Immunglobulin A<br />
RR<br />
Rhodesian Ridgeback<br />
Tab.<br />
Tabelle<br />
TBS<br />
engl.: Tris-buffered saline (Tris gepufferte Kochsalzlösung)<br />
TGF-β<br />
engl.: transforming growth factor-β (transformierender<br />
Wachstumsfaktor-β)<br />
T H 1 T-Helferzelle vom Typ 1<br />
T H 2 T-Helferzelle vom Typ 2<br />
T H 1 T-Helferzelle vom Typ 3<br />
Tight junction engl.: Zell-Zell-Verbindung<br />
TLR<br />
engl.: toll-like receptors (Toll-ähnliche Rezeptoren)<br />
TNF-α<br />
Tumor-Nekrose-Faktor-α
Anhang 141<br />
T reg<br />
vgl.<br />
VIP<br />
u.a.<br />
W<br />
Weimar.<br />
WK<br />
z.B.<br />
z.T.<br />
regulatorische T-Zelle<br />
vergleiche<br />
vasoaktives intestinales Peptid<br />
unter anderem<br />
weiblich<br />
Weimaraner<br />
weiblich-kastriert<br />
zum Beispiel<br />
zum Teil
Danksagung<br />
Hiermit möchte ich mich ganz herzlich bei allen bedanken, die zum Gelingen dieser<br />
Arbeit beigetragen haben.<br />
Mein besonderer Dank gilt….<br />
….<br />
….<br />
….<br />
….<br />
….<br />
….<br />
….<br />
….<br />
….<br />
Frau Prof. Dr. M. Hewicker-Trautwein,. für die Überlassung des interessanten<br />
Themas, die freundliche Zusammenarbeit und die Ansprechbarkeit, sowie die<br />
zügige, genaue Durchsicht des Manuskripts<br />
dem Centre de Documentation et d’Information sur l’Enseignement Supérieur,<br />
Luxembourg (CEDIES) für die finanzielle Unterstützung während meines Studiums<br />
sowie der anschließenden Doktorarbeit. Villmols merci!<br />
Herrn Dr. S. Kleinschmidt, Ph.D. für die Unterstützung bei der Arbeit im Labor,<br />
die konstruktive Kritik und das offene Ohr für Probleme jeglicher Art -Danke für<br />
alles, Alter!<br />
Herrn Dr. K. Rohn aus dem Institut für Biometrie, Epidemiologie und Informationsverarbeitung<br />
der <strong>Tierärztliche</strong>n <strong>Hochschule</strong> Hannover für die Beratung bei<br />
statistischen Fragen.<br />
Klaus Kuhlmann für die Hilfe bei der Durchführung der Immunhistologie und<br />
das schneiden der vielen Blöcke.<br />
der Arbeitsgruppe Immunpathologie; svk, sge, usw, iho, jju. Für die geteilte<br />
Freude und Leid im Büro und Labor, sowie außerhalb der „Anstalt“. Was soll<br />
ich anderes sagen: Ihr fehlt mir!<br />
allen anderen, nicht namentlich erwähnten, Freunden, Kollegen und Mitarbeitern<br />
aus dem Institut für Pathologie für die stets gewährte Unterstützung,<br />
Hilfsbereitschaft und vielen, technischen und inhaltlichen Tipps und Tricks.<br />
Karl-Wilhelm Stapel, für die jahrelange Betreuung von Ross und Reiter ausserhalb<br />
der Tiermedizin.<br />
Eike, für das Ertragen meiner Launen, die Zuversicht und vieles, vieles mehr.
….<br />
last but definetly not least…meiner Mama -Fundbüro und Bankinstitut meines<br />
Vertrauens- die in allen Lebenslagen für mich da ist. Bedankt voor je steun en<br />
toeverlaat gedurende al die jaren!-xxx.