Experimenteller Rotlauf beim Schwein

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Experimenteller Rotlauf beim Schwein

Pathologia Veterinaria

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Experimenteller Rotlauf beim Schwein: Permeabilitätsstörungen und Malazien im

zentralen Nervensystem

W. Drommer, L.-Cl. Schulz and J. Pohlenz

Pathol Vet 1970 7: 455

DOI: 10.1177/030098587000700506

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What is This?

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Path. vet. 7: 455-473 (1970)

Aus dem Institut fur Pathologie der Tierarztlichen Hochschule, Hannover

(Direktor: Prof. Dr. L.-CL SCHULZ)

Experimenteller Rotlauf beim Schwein

Permeabilitiitsstorungeirungen und Malazien im zentralen Nervensyetem

W. DROMMER, L.-CL. SCHULZ und J. POHLENZ

Organverlinderungen nach experimentellem Rotlauf sind in der

Literatur vielfach beschrieben worden91 15>3ll 35v36. Die Untersuchungen

beim Schwein befassen sich uberwiegend mit den Alterationen

an Gelenken, Herzklappen, Zwischenwirbelscheiben und der

Haut19 5~12,14930~32. Die Beurteilung des zentralen Nervensystems ist

in den meisten Fallen unterblieben, obwohl vielfach nach Rotlauf des

Schweines zentralnervose Storungen beobachtet werdens. SCHULZ~~

weist darauf hin, dass im zentralen Nervensystem des Schweines nach

chronischem Rotlauf perivaskulare Fibrosen und Permeabilitatsstorungen,

besonders im Bereich der Sulcocommissurialgefasse des Rukkenmarkes,

nachweisbar sind. GEISSINGER~~ beschreibt eine Arteriitis

in der Medulla oblongata und an meningealen Gefassen nach experimentellem

Rotlauf bei einer Ratte. Unsere licht- und elektronenmikroskopischen

Befunde am ZNS bei Schweinen, die spontan an

chronischem Rotlauf erkrankten, zeigen perivaskulare Fibrosen mit

Verdickung und Aufsplitterung der Kollagenfibrillen, Rundzellinfiltrate

in der Leptomeninx sowie Permeabilitatsstorungen im Hirnstamm

und Ruckenmark in Verbindung mit Endothelzellschwellung4.

In einem Fall wurde auch eine Polyomyelomalazie im Halsriickenmark

und Nekrosen im Bereich der Grosshirnrinde nachgewiesen,

wobei nicht verifiziert werden konnte, ob diese Malazien auf

Rotlad zuruckzufuhren sind.

Bei den hier vorliegenden Untersuchungen werden die Alterationen

am ZNS nach experimentellem Rotlauf an keimfrei und konventionell

gehaltenen Ferkeln, die im Alter von 7 Tagen infiziert

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456 DROMMER/SCHULZ/POHLENZ

wurden, beschrieben. Dabei ist von Interesse, welche Veranderungen

am ZNS des Schweines nach experimentellem Rotlauf rnit verschiedenen

Stammen auftreten und inwieweit sich die Alterationen bei

Gnotobioten und konventionell gehaltenen Ferkeln unterscheiden.

Material und Methode

In Tabelle I sind die einzelnen Versuche an keimfreien und konventionell

gehaltenen Ferkeln zusammengefasst. Insgesamt standen 53 Tiere im Versuch.

Die Ferkel einer Versuchsgruppe stammen jeweils von einem Muttertier. Die

Infektion der Tiere erfolgte durch subkutane Infektion von ca. 3 bis 14 Millionen

Rotlaufbakterien im Alter von 7 Tagen sowie bei je einem Tier rnit 3 und 5 Wochen.

Vier Versuchsgruppen wurden mit dem Rotlauf-B-Stamm T 28 sowie je

eine mit dem Rotlauf-B-Stamm T 130 und T 59 infiziert. Die verschiedenen Rotlauf-B-Stamme

wurden aus Gelenkspunktaten von klinisch an chronischem Rotlauf

erkrankten Schweinen isoliert*.

Von den gestorbenen Tieren wurde das ZNS, fur lichtmikroskopische Untersuchungen,

in loxigem Formalin fixiert. Bei 17 Ferkeln erfolgte in tiefer Barbituratnarkose

kurz vor dem Exitus eine Perfusionsfixierung mit 5%igem gepuffertem

Glutaraldehyd. ZNS-Lokalisationen aller Tiere wurden in Paraplast eingebettet.

Zur Untersuchung kamen Grosshirnbezirke in cranialem und caudalem

Drittel uber dem Ammonshorn, der gesamte Hirnstamm und die Ruckenmarkslokalisationen

Intumescentia cranialis und caudalis sowie Ruckenmarksquerschnitte

in Hohe des 2. Hals-, 6. Brust- und 1. Lendenwirbels. Von den perfusionsfixierten

Tieren erfolgte zusatzlich eine Einbettung in Epon, wobei von diesen

Gewebsblocken 0,5 bis lp dicke Semidiinnschnitte angefertigt, mit Toluidinblau

(modifiziert nach LYNN=) gefarbt und lichtmikroskopisch ausgewertet wurden.

Die Farbung der in Paraplast eingebetteten Schnitte erfolgte mit Hamalaun-Eosin,

Phosphorwolframsaure und nach VAN GIESON. Weiterhin wurde eine PAS-

Reaktion und eine Gramfarbung nach BROWN und BRENN~ durchgefuhrt sowie an

Gefrierschnitten eine Sudan-111-Farbung.

Ergebn isse

Wie aus Tabelle I hervorgeht, sind alle keimfreien Versuchstiere,

die mit dem Rotlauf-B-Stamm T 28 infiziert wurden, 2 bis 10 “age post

infectionem gestorben bzw. im Koma getotet worden. Dieses akute

Krankheitsgeschehen lasst a d eine hohe virulente Wirkung dieses

* Die genaue Beschreibung der klinischen und bakteriologischen Befunde

erfolgt durch BOHM (Institut fur Mikrobiologie und Tierseuchen der Tierarztlichen

Hochschule Hannover, Direktor : Prof. Dr. W. BISPING).

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Experirnenteller Rotlauf beim Schwein 457

Tubelle I. Experimentelle Infektion rnit verschiedenen Rotlauf-B-Starnrnen an 7

Tage alten Ferkeln

Ver- Tiermaterial Anzahl Infektion Kontroll- Anzahl der 2 bis 10

der mit tiere Tage post infectionem

jnfizierten Rotlauf-

gestorbenen bzw. irn

Ferkel B-Starnm KornagetotetenFerkel

1 Gnotobioten 6 T 28 2 6

2 Gnotobioten 7 T 28 - 7

3 Gnotobioten 8 T 28 2 8

4 konvent. Ferkel 6 T 28 4 -

5 Gnotobioten 8 T130 2 1

6 Gnotobioten 6 T 59 2 -

Stammes ad gnotobiotisch gehaltene Ferkel schliessen. Dagegen

zeigen die konventionell gehaltenen Ferkel, die mit dem Kolostrum

des Muttertieres Rotlaufantikorper aufgenommen haben, nach einer

Infektion mit dem Rotlaufstamm T 28 keine nennenswerten klinischen

Symptome. Von den 8 keimfreien Ferkeln der 5. Versuchsgruppe,

die mit dem Rotlauf-B-Stamm T 130 infiziert wurden, kam nur ein

Ferkel 2 Tage post infectionem ad exitum und ein weiteres Tier entwickelte

sich zum Kummerer. Die ubrigen Schweine wurden im Alter

von 5% Monaten getgtet. Auch der Rotlauf-B-Stamm T 59 lasst, wie

T 130, nur eine geringe Virulenz gegenuber keimfrei gehaltenen Ferkeln

erkennen.

Versuchsgruppe 1

In allen Lokalisationen des ZNS zeigt sich eine Schwellung der

Endothelzellen, die an den Venulen und Kapillaren am starksten ausgepragt

ist (Abb. 1,2). Vereimelt lassen sich auch Endothelzellmitosen

nachweisen sowie eine Vermehrung der Endothelzellkerne in der

Gefasscircumferenz, wobei die Nuclei vielfach eine ovale, blasige Gestalt

aufweisen. Im Lumen der Gefasse aller ZNS-Lokalisationen werden

auch bei den perfusionsfixierten Tieren grosse Zellen mit einem

hellen Zytoplasma und grossen ovalen, 2.T. blasigen Kernen beobachtet

(Abb. 1). Bei diesen Zellen handelt es sich um aktivierte Mono-

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458 D R 0 hl bl E R/ s C H ULZ / P 0 H LENZ

Abb. I.

Abb. 2.

Semidiinnschnitt aus der grauen Substanz des Halsriickenmarkes. Die

Makrophagen (M) im Lumen der Venule enthalten helle Vakuolen und

dunkle, runde Einschliisse im Cytoplasma sowie tentakelartige Fortsatze

an der Zelloberflache ; stabchenformige Rotlaufbakterien (R) an der

lumenseitigen Endothelzelloberflache ; rundovale Endothelzellkerne (N) ;

Kapillare mit normalem Endothel (K). Toluidinblaufarbung. x 560.

Zwei Kapillaren mit hochgradiger Endothelzellschwellung (E) in der

grauen Substanz des Halsriickenmarkes; Kapillare mit normalem Endothe1

(K) ; Kucleus (N) einer Nervenzelle. Semidiinnschnitt mit Toluidinblau

gefarbt. x 820.

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Experimenteller Rotlauf beim Schwein 459

zyten. Sie liegen der Endothelzelloberflache dicht an und fullen das

Lumen kleiner Kapillaren fast vollig aus. An der Oberflache dieser

Makrophagen lassen sich zahlreiche pseudopodienartige Fortsatze erkennen.

Im Hyaloplasma befinden sich nach Hamalaun-Eosin- und

Toluidinblaufarbung verschieden grosse, runde bis ovale dunkelblaue

Partikel und helle Vakuolen. Die Gramfarbung und die elektronenmikroskopischen

Untersuchungen ergeben, dass diese Makrophagen,

die bei den Kontrolltieren nur selten zu beobachten sind, in variabler

Menge Gram-positive Bakterien phagozytiert haben (Abb. 3). Diese

Bakterien, bei denen es sich um Etys@elothrix insidiosa handelt, besitzen

einen Durchmesser von 0,25 bis 0,3 ,u und lassen elektronenmikroskopisch

eine doppelt konturierte Aussenmembran sowie ein

osmiophiles Externum und ein aufgelockertes helleres Internum erkennen.

Eine nahere Beschreibung der elektronenmikroskopischen

Befunde erfolgt an anderer Stelle. Gleichzeitig lassen sich auch in

grosser Zahl schmale stabchenformige Bakterien frei im Gefasslumen

nachweisen, die bei den perfundierten Tieren in engem Kontakt mit

den geschwollenen Endothelzellen liegen (Abb. 1). Ganz vereinzelt

sind die Bakterien auch im Zytoplasma der Endothelzellen und im

Neuropil zu beobachten. Die zusatzlich durchgefuhrten fluoreszenzmikroskopischen

Untersuchungen und der bakteriologische Befund

bestatigen, dass es sich bei diesen stabchenfjrmigen Gram-positiven

Bakterien um Etys@elothrix insidiosa handelt. Permeabilitatsstorungen

in Form von Plasmarrhagien und Erythrodiapedesen sind bei dieser

Versuchsgruppe nur geringgradig ausgepragt. Dagegen werden perivaskuliire

Astrozytenodeme um Kapillaren, Venulen und um einige

Sulcocommissurialgefasse des Ruckenmarkes haufiger angetroffen

(Abb. 4). Diese Astrozytenodeme sind auch regelmassig bei den perfusionsfixierten

Tieren auflindbar, so dass der Verdacht einer artefiziellen

postmortalen Schwellung entfallt.

Bei allen infizierten Ferkeln lassen sich im Neuropil in unterschiedlicher

Anzahl sehr dunkle geschrumpfte Nervenzellen mit polygonalem

pyknotischem Kern und zahlreichen Vakuolen im Zytoplasma

beobachten (Abb. 5). Diese Nervenzelldegeneration ist am

hliufigsten im Bereich der Pons und der Medulla oblongata zu finden

sowie in geringerer Auspragung in der grauen Substanz aller Ruckenmarkslokalisationen.

Eine Gliareaktion um die dunklen, atrophischen

Nervenzellen ist nur selten nachweisbar. Bei den Kontrolltieren treten

dagegen nur ganz vereinzelt im Hirnstamm einige geschrumpfte Nervenzellen

auf.

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Abb. 3. Elektronenmikroskopische Aufnahme einer Kapillare mit kollagenhaltigem

perivaskularen Raum (P) im Bereich der Intumescentia cranialis ;

im Lumen (L) ein Makrophag (N) mit zahlreichen quer- und langsgeschnittenen

Rotlaufbakterien (R), die sowohl in hellen Resorptionsvakuolen

als auch frei im Hyaloplasma liegen; Lipoidvakuole (LP),

Astrozytenfortsatz (A). x 11,800.

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Abb. 4.

Abb. 5.

Hochgradiges perivaskulares Astrozytenodem (A) um die Sulcocommissurialgefasse

der Intumescentia caudalis mit Endothelzellschwellung;

Zentralkanal (2). Semidiinnschnitt mit Toluidinblau gefarbt. x 560.

Dunkle geschrumpfte Nervenzellen im Hirnstamm mit zahlreichen hellen

Vakuolen im Zytoplasma und pyknotischen Kemen, daneben normale

Nervenzellen (s. Pfeil). Semidiinnschnitt mit Toluidinblau gefarbt. x 560.

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462 D R 0 bf hf E R/ s C H U LZ / P 0 Ii L EN2

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Experimenteller Rotlauf beim Schwein 463

Die Leptomeninx des gesamten ZNS und die Grosshirnlokalisationen

zeigen keine nennenswerten Alterationen. Im Kleinhirn fallt

eine hochgradige Auflockerung und Odematisierung der Purkinjezellschicht

auf, die bei den Kontrollen nicht verifizierbar ist.

Versuchsgruppe 2 und 3

Die pathologisch-histologischen Befunde am ZNS sind in beiden

Versuchsgruppen, die mit dem Rotlauf-B-Stamm T 28 infiziert wurden,

annahernd gleich. Aus diesem Grunde werden die Ergebnisse

zusammen besprochen. In allen Gehirn- und Ruckenmarkslokalisationen

ist eine mittelgradige Permeabilitatsstorung, besonders um

Venulen und Arteriolen des Hirnstammes und der grauen Substanz

des Ruckenmarkes, zu beobachten, wobei Plasmarrhagien und Erythrodiapedesen,

die mit einem perivaskularen Astrozytenodem vergesellschaftet

sind, im Vordergrund stehen. Die stark erweiterten perivaskulliren

Raume der Gefasse schieben sich zum Teil nur auf einer

Gefiissseite weit in das umgebende Neuropil vor und sind mit einer

homogenen PAS-positiven Masse ausgefullt (Abb. 6). Erythrodiapedesen

(Abb. 7) in Form von Ringblutungen sind seltener zu sehen als

Plasmarrhagien. In den Gefasslumina werden, wie in Versuchsgruppe

1, Makrophagen und Rotlaufbakterien angetroffen, die den leicht geschwollenen

Endothelzellen anliegen.

Als Besonderheit zeigen von den 15 Tieren in beiden Versuchsgruppen

9 Ferkel kleine perivaskular gelegene und flachenhafte Encephalomyelomalazien.

3 Ferkel der zweitenversuchsgruppe und 2 Ferkel

aus dem dritten Experiment lassen grossherdige Malazien erkennen,

wobei der Hirnstamm eine bevorzugte Lokalisation darstellt. Neben

den grossflachigen Erweichungen besitzen diese Tiere zusatzlich auch

Abb. 6. Arteriole mit Plasmarrhagie in der grauen Substanz des Halsriickenmarkes

; die perivaskukren Astrozytenfortsatze zeigen ein deutliches Odem

(A). Semidiinnschnitt mit Toluidinblau gefarbt. x 560.

Abb. 7. Venule mit hochgradiger Erythrodiapedese und starker Ausdehnung des

perivaskularen Raumes (P) im Grosshirn. Haemalaun-Eosin-Farbung.

x 560.

Abb. 8. Grossherdige Malazie im Hirnstamm mit degenerierten Nervenzellen in

der Umgebung; das vollig destruierte Neuropil wird von zahlreichen

Makrophagen, die im Zytoplasma Vakuolen enthalten, ausgefiillt, dazwischen

Erythrozyten. Haemalaun-Eosin-Farbung. x 560.

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464 D R 0 &I h.1 E R/ s C H U L Z/ P 0 H LENZ

in anderen ZNS-Lokalisationen kleinere Nekrosen. Im Hirnstamm

sind subependymal im Bereich des Aquaeductus cerebri und des 4.

Hirnventrikels sowie in den Randbezirken Erweichungsherde manifestiert,

wobei grossere Areale des Neuropils vollig destruiert sind

(Abb. 8). Die den Nekrosen angrenzenden Nervenzellen zeigen eine

deutliche Degeneration. In diesem nekrotischen Nervengewebe

liegen zahlreiche Makrophagen mit grossem Kern, in deren hellem

Zytoplasma in variabler Haufigkeit Vakuolen nachweisbar sind. Diese

Makrophagen gleichen in ihrer Morphologie weitgehend denen im

Gefasslumen. Ihre Vakuolen sind uberwiegend Sudan I11 negativ, so

dass daraus geschlossen werden kann, dass diese Makrophagen bei

dem abortiven Krankheitsgeschehen noch keine Lipidsubstanzen phagozytiert

haben. Vorwiegend in der grauen Substanz des Halsruckenmarkes

und der Intumescentia cranialis sind dorsal des Zentralkanales

in der Commissura grisea und perivaskular kleine Erweichungsherde

zu finden.

Um Venulen, Kapillaren und Arteriolen kommt es zur Desintegration

des perivaskularen Neuropils. In den kleinen Nekroseherden,

in denen die Perikaryen der Gliazellen ihre Farbbarkeit verloren haben,

sind neben fein- und grobtropfigen Extravasaten die ersten deutlich

angefarbten Makrophagen mit ihrem scharf begrenzten Zytoplasma

sichtbar (Abb. 9). Das Zytoplasma der vermutlich aus dem Gefasslumen

emigrierten Makrophagen enthalt wenige Vakuolen, die Sudan

111-negativ sind. Bei der durchgefuhrten Gram-Farbung lassen nur

2 Tiere in den Nekroseherden wenige Makrophagen mit phagozytierten

Rotlaufbakterien erkennen.

Neben den Malazien im Hirnstamm und Ruckenmark sind bei

5 Ferkeln zusatzlich Erweichungsherde in der Gross- und Kleinhirnrinde

und im subependymalen Bereich des 3. Hirnventrikels lokalisiert,

die in ihrem morphologischen Aufbau denen im Hirnstamm gleichen.

Die ubrigen Tiere ohne Malazien im ZNS lassen besonders im Hirnstamm

und in der grauen Substanz des Ruckenmarkes eine mittelgradige

Nervenzelldegeneration erkennen, wie sie in der ersten Versuchsgruppe

beschrieben wird. Bei den Kontrolltieren fehlen diese

Ganglienzelldegenerationen.

Im Subarachnoidalraum von Gehirn- und Ruckenmark werden

bei den Tieren mit Encephalomyelomalazie Makrophagen angetroffen,

die sich nicht nur wie bei den anderen Ferkeln im Gefasslumen, sondern

auch frei im lockeren Bindegewebsgerust befinden (Abb. 10).

Diese frei im Subarachnoidalraum liegenden Makrophagen konnen

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Experimenteller Rotlauf beim Schwein 465

Abb. 9. Perivaskulare Malazie mit Makrophagen im destruierten Neuropil der

grauen Substanz des Halsriickenmarkes. PAS-Reaktion. x 500.

Abb. 10. Makrophagen und Erythrozyten im Subarachnoidalraum des Halsriickenmarkes

bei einem Ferkel mit Encephalomyelomalazie, Venenanschnitt

(V), Nervengewebe (N). PAS-Reaktion. x 700.

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466 DROMMER/SCHULZ/POHLENZ

den Verdacht auf das Vorliegen eines degenerativen Prozesses lenken,

wobei die Malazie manchmal erst aufgrund von Serienschnitten ermittelt

werden kann.

Versuchsgruppe 4

Die pathologischen Befunde im ZNS bei den infizierten konventionell

gehaltenen Ferkeln sind im Gegensatz zu den ersten drei Versuchsgruppen

sehr geringgradig. Die Tiere wurden 6 bis 8 Wochen

post infectionem getotet. Nur ganz vereinzelt werden im ZNS um

einige GeGsse Plasmarrhagien beobachtet. Einige Makrophagen, aber

keine Rotlaufbakterien, befinden sich auch bei diesen Ferkeln in den

Gefasslumina. Die untersuchten Gehirn- und Ruckenmarkslokalisationen

zeigen bei dieser Versuchsgruppe nur in einzelnen Fallen Permeabilitatsstorungen.

Im Bereich der Leptomeninx lassen sich bei 3

Tieren Plasmarrhagien nachweisen.

Versuchsgruppe 5 und 6

In Versuchsgruppe 5 lassen nach einer Infektion mit dem Rotlauf-B-Stamm

T 130 nur 2 Tiere schwerwiegende ZNS-Alterationen

erkennen. Ein Ferkel, das zwei Tage post infectionem ad exitum kam,

zeigt in der grauen Substanz des Halsriickenmarkes kleine perivaskulare

Malazien mit den oben beschriebenen Makrophagen. In den ubrigen

ZNS-Lokalisationen, besonders im Hirnstamm und Ruckenmark,

treten gering- bis mittelgradige Plasmarrhagien und Erythrodiapedesen

auf, in deren Bereich sich perivaskulare Astrozytenodeme und

degenerierte Nervenzellen befinden. Das 2. Ferkel, das sich zum Kummerer

entwickelte und 10 Wochen post infectionem getotet wurde,

lasst im ZNS eine hochgradige Storung der Permeation sowie flachenhafte

perivaskulare Haemorrhagien erkennen, die besonders ausgepragt

im Hirnstamm und in der grauen Substanz des Ruckenmarkes

lokalisiert sind. In diesen Bezirken mit Permeabilitatsstorungen sind

dunkle geschrumpfte Nervenzellen mit pyknotischen Kernen zu sehen.

Bei den ubrigen 6 infizierten Tieren aus Versuch 5 fehlen diese Veriinderungen

am ZNS.

In der 6. Versuchsgruppe lassen sich an den untersuchten ZNS-

Lokalisationen der Ferkel, die im Alter von 6 Wochen nach einer In-

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Experimenteller Rotlauf beim Schwein 467

fektion mit dem Rotlauf-B-Stamm T59 getotet wurden, keine Befunde

erheben, wie sie bei den oben beschriebenen Versuchsgruppen

durch die Rotlauf-B-Stamme T 28 und T 130 ausgelost werden.

Diskussion

In Tabelle I1 sind die wichtigsten Befunde am ZNS nach experimentellem

Rotlauf bei den einzelnen Versuchsgruppen zusammengefasst.

Daraus wird deutlich, dass der Rotlauf-B-Stamm T28 bei

keimfrei gehaltenen Ferkeln die stiirksten Alterationen am ZNS hervorruft.

In zwei zeitlich voneinander getrennten Versuchen weisen

ca. 50% der Tiere Erweichungsherde auf, wobei die grossherdigen

Malazien nur im Hirnstamm lokalisiert sind. Bei diesen Tieren treten

meist gleichzeitig Grosshirnrindennekrosen und perivas kukre Malazien

in der grauen Substanz des Ruckenmarkes auf. Weshalb die

Alterationen am ZNS bei der 1. Versuchsgruppe geringgradiger sind

als bei der 2. und 3., obwohl die gleichen Versuchsbedingungen vorliegen,

ist unklar. Moglicherweise wird das Krankheitsgeschehen auch

durch genetische Faktoren der Ferkel beeinflusst. Die Geringfiigigkeit

der Verandemgen bei den konventionell gehaltenen Ferkeln der

4.Versuchsgruppe ist mit grosser Wahrscheinlichkeit auf die mit dem

Kolostrum aufgenommenen Rotlaufantikorper zuruckzufuhren. Der

relativ hohe Rotlaufantikorpertiter der Ferkel hat eine Rotlaufbakterieamie

verhindert, so dass Gefassschaden und Permeabilitatsstorungen

ausgeblieben sind. Nach einer Infektion mit dem Rotlauf-B-

Stamm T 130 lassen nur 2 Ferkel mittelgradige Permeabilitatsstorgen

erkennen, von denen ein Tier perivaskuliire Malazieherde in der

grauen Substanz des Halsruckenmarkes zeigt. Demgegenuber verursacht

der Rotlauf-B-Stamm T 59 nach den bisherigen Untersuchungen

nur sehr geringfugige ZNS-Veranderungen.

Diese Befunde lassen vermuten, dass bestimmte Rotlauf-B-Stamme

endotheliotrop sind und die Endothelzellbarriere derart schadigen,

dass neben disseminierten Permeabilitatsstorungen bei mehreren keimfrei

gehaltenen Tieren Encephalomyelomalazien auftreten.

Diese Verlinderungen sind jedoch nicht spezifisch. Permeabilitatsstorungen

und Erweichungsprozesse im ZNS konnten durch verschiedene

Schockzustande, beispielsweise durch Coliendotoxin, provoziert

werden26. Das Auftreten von Malazien bei spontaner Colienterotoxaemie

wurde von KURTZ et al.21 bestatigt. Auch bei Clostri-

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Tabelle 11. Amah1 der Ferkel mit Permeabilitatsstorungen und Malazien im ZNS bei den einzelnen Versuchsgruppen nach experimentellem

Rotlauf

U

Ver- Anz. d. Rotlauf Gross- und Kleinhirn Hirnstamm Riickenmark

sdchs- infiziert. B- g

gruppe Tiere Stamm

1 6 T 28 3 (+> -

2 7 T 28 - ++ 3

P

0

2

Permea- gross. peri- .

Tier- Grad d. Tier- Tier- Grad d. Tierzahl mit Tier- Grad d. Tierzahl mit

zahl Permea- zahl zahl Permea- gross peri- zahl P

0.B. bi1it.- m. Ne- 0.B. bi1it.- filch. vaskul. 0.B. bi1it.- v)

3 8 T 28 1 +(+> 2

4 6 T 28 5 + - 3 +

0

Storg. krosen StOrg. Malaz. Malaz. Storg. Malaz. Malaz. Z

C

r

N

-

+(+> -

- -

- -

+(+> -

++(+I 3 2 ++ - 4 Z

- ++(+I 2 3 - ++ - 2

-

\

+d

0

r

M

- z

(+> - N

5 8 T130 6 ++ - 6 ++(+> - - 6 ++ - 1

6 6 T 59 6 - -

5 +

- -

- -

4

5 (+> -

-

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Experimenteller Rotlauf beim Schwein 469

dieninfektionen konnten iihnliche Veranderungen beschrieben werdenl8.

Allerdings wurden diese letztgenannten Beobachtungen nicht

bei Gnotobioten vorgenommen. Es ist zu vermuten, dass verschiedene

Bakterien eine Gefassschiidigung hervorrufen, die zu einer Storung

der Blut-Hirn-Schrankenfunktion fuhrt. Die mit der Bakteriamie einhergehende

Zirkulationsstorung setzt den Stoffaustausch zwischen

Blut und Neuropil zusatzlich herab, so dass es zu Erweichungen im

ZNS kommt. Beim Menschen stellt GILLES~~ nach plotzlich auftretenden

akuten Zirkulationsstorungen Nekrosen im ZNS fest. Vermutlich

werden die nach verschiedenartigen Erkrankungen von SCHULZ~~,

SCHULZ und ~ ICHEL~~, FRESE und v. ~ANDERSLEBEN~~ und anderen

beschriebenen haufig auftretenden Permeabilitatsstorungen im ZNS

des Schweines zusatzlich durch die besonderen substrukturellen Ver-

Mltnisse an den Kapillaren begunstigt. Nach DROMMER~ sowie DROM-

MER und SCHULZ~ besitzen ca. 70% der normalen Kapillaren in der

grauen Substanz des Ruckenmarkes beim Schwein einen unterschiedlich

breiten kollagenhaltigen perivaskularen Raum, der auch im Bereich

des Hirnstammes bei einem Teil der Kapillaren zu finden ist.

Diese Kapillaren mit perivaskularem Raum, die auch von WOLFF und

NBMEEEK~~ in der Medulla oblongata beim Rhesusaffen und von

BODENHEIMER und BRIGHT MAN^ bei Urodelen im Gehirn beobachtet

wurden, sind bei anderen Species bisher nicht beschrieben worden

und werden von LEONHARDT23 und HAGER17 als pathologisch verandert

angesehen.

Stoffe, die vom Blut in das Nervengewebe transferieren, mussen

somit vorher diesen perivaskularen Bindegewebsraum passieren.

Diese morphologischen Befunde lassen gegenuber anderen Specieslg~

29,349 37, bei denen kein perivaskularer Raum um die Kapillaren

beobachtet wird, einen abweichenden Blut-Hirn-Schrankenmechanismus

erwarten, der die Permeation im zentralen Nervensystem beeinflussen

konnte.

Auffallend sind die zahlreichen, 2.T. mit Rotlaufbakterien beladenen

Makrophagen im Gefiisslumen aller ZNS-Lokalisationen, bei

denen es sich um aktivierte Monozyten handelt. Nach TIMONEY% besitzen

sie eine grosse Bedeutung bei der Inaktivierung von Er_ysipelothcix

insidiosa. GUNTHER~~ beschreibt, dass es nach Kontakt mit bestimmten

Krankheitserregern wie Tuberkelbakterien, Listerien, Brucellen,

Pasteurellen und verschiedenen Salmonellentypen zu einer unspezifischen

Steigerung der Makrophagenaktivitat kommt. Diese erworbene

Makrophagenaktivitat ist auch nach einer Infektion mit

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470 DROMMER/SCHULZ/POHLENZ

Eysipelotbrix insidiosa nachweisbar, wobei die Zahl der Makrophagen

im Gefasslumen mit dem Grad der Rotlaufbakteriamie korreliert. Die

Ferkel, bei denen bakteriologisch keine Rotlaufbakterien isoliert wurden,

lassen, wie die Kontrolltiere, nur wenige Makrophagen im Gefasslumen

erkennen. Die in den Erweichungsherden angetroffenen

Makrophagen besitzen annahernd den gleichen morphologischen Aufbau

wie die im Gefasslumen, so dass angenommen werden kann, dass

sie aus dem Blutstrom in das Neuropil emigriert sind, wie es LEDER~~,

KONIGSMARK und SIDMANN~O, ROESSMANN und FRIEDEP5, und andere

mittels radioaktiv markierter Makrophagen nachgewiesen haben.

Die Manifestation der ausschliesslich im Hirnstamm vorkommenden

grossflachigen Malazien ist besonders auffallend. Ahnliche

Befunde beschreiben KURTZ et al.21 nach subakuter Odemkrankheit

des Schweines sowie H ~ G nach H ~ einer ~ Clostridieninfektion.

Die hier erhobenen Ergebnisse lassen erkennen, dass bei Schweinen

unter bestimmten Bedingungen nach einer Infektion mit definierten

Rotlauf-B-Sthmen erhebliche Veranderungen am ZNS vorkommen

konnen. mche Befunde sind auch an spontan an Rotlauf erkrankten

Schweinen zu beobachten4, die die klinisch vielfach zu findenden

zentralnervc sen Storungen erklaren.

Znsammenfassung

Die pathologisch-histologischen Befunde am zentralen Nervensystem nach

experimenteller Infektion mit definierten Rotlauf-B-Stammen werden bei 35 keimfrei

und 6 konventionell gehaltenen Ferkeln beschrieben. Als Kontrollen sind 12

Ferkel ausgewertet worden. Permeabilitatsstorungen in Form von Plasmarrhagien

und Erythrodiapedesen sowie Endothelzellschwellungen und Nervenzelldegenerationen

stehen im Vordergrund. In drei zeitlich voneinander getrennten Versuchsgruppen

sind Malazien im Hirnstamm, Grosshirn und in der grauen Substanz des

Halsriickenmarkes nachweisbar. Die Lumina der Gefasse sind vielfach mit aktivierten

Monozyten, die Rotlaufbakterien phagozytiert haben und Rotlauf bakterien

ausgefullt. Die Virulenz der einzelnen Rotlauf-B-Stamme gegeniiber Gnotobioten

ist sehr unterschiedlich. In unseren Versuchen sind nur nach einer Infektion mit

dem Rotlauf-B-Stamm T 28 hochgradige ZNS-Alterationen zu beobachten.

Summay

Lesions are described in the central nervous system of 35 germ-free and 6

conventional piglets after experimental infection with different strains of EysipeIothrix

insidiosa, type B. As controls 12 piglets were evaluated. The predomi-

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Experimenteller Rotlauf beim Schwein 471

nant findings were disturbance of permeability in the form of plasmadiapedesis

and erythrodiapedesis, degeneration of neurons, and swelling of endothelial cells.

Malactic foci were found in the brain stem, cerebrum and the grey matter of the

cervical spinal cord of piglets belonging to three different groups. The lumens of

vessels often contained free bacteria and activated monocytes with phagocytosed

Erysipelas bacteria. The virulence of the strains of Erysipelas for gnotobiotic

piglets was very different. Only Erysipelas strain T 28, type B, caused severe lesions

in the central nervous system.

Acknowledgements

Gefordert vom Bundesministerium fur Ernahrung, Landwirtschaft und

Forsten und im Rahmen des Sonderforschungsbereiches ((Rheumatoide Krankheiten

des Tieres n.

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des Autors: Dr. W. DROXMER, Insrirur fiir Parhologie der Tiuiuzrlichen Hochschule, Hannoucr( Deutschknd).

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