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Neuropeptidgehalt der bovinen Labmagenwand in Abh├Ąngigkeit von Rasse und Verlagerungszustand

Sickinger, Marlene


Originalveröffentlichung: (2007) Giessen : VVB Laufersweiler 2007
Zum Volltext im pdf-Format: Dokument 1.pdf (4.684 KB)


Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-47904
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2007/4790/


Universität Justus-Liebig-Universit├Ąt Gie├čen
Institut: Klinik f├╝r Wiederk├Ąuer und Schweine (Innere Medizin und Chirurgie); Institut f├╝r Veterin├Ąr-Anatomie, -Histologie und -Embryologie
Fachgebiet: Veterin├Ąrmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5162-4
Sprache: Deutsch
Tag der m├╝ndlichen Pr├╝fung: 24.06.2007
Erstellungsjahr: 2007
Publikationsdatum: 11.07.2007
Kurzfassung auf Deutsch: Nach derzeitigem Kenntnisstand kommt den Motilit├Ątsst├Ârungen des Labmagens ÔÇô im Sinne einer Hypotonie oder Atonie ÔÇô in der Pathogenese von Verlagerungszust├Ąnden offensichtlich eine entscheidende Bedeutung zu. In der eigenen Studie sollte daher die m├Âgliche Bedeutung der Neuropeptide VIP (Vasoaktives Intestinales Polypeptid) und SP (Substanz P) im Hinblick auf diese Fragestellung untersucht werden. Bei VIP handelt es sich um einen inhibierenden Neurotransmitter des NANC-Nervensystems, bei SP um einen stimulierenden Transmitter. Sowohl ein verminderter Gehalt an SP als auch ein vermehrtes Vorhandensein von VIP in den Ganglien und Nervenfasern der Labmagenwand k├Ânnte eine Ursache f├╝r die Verminderung der Labmagenmotilit├Ąt darstellen.


Material und Methoden

Zur Ermittlung m├Âglicher Rassenunterschiede wurde von jeweils 20 geschlachteten K├╝hen der Rassen Deutsche Holsteins und Deutsches Fleckvieh im Alter von 3 bis 5 Jahren je ein Bioptat aus dem Corpus abomasi und aus dem Antrum pylori des Labmagens entnommen und immunhistochemisch auf VIP, SP und Neurofilament 200 untersucht. Entsprechende Bioptatentnahmen und Untersuchungen erfolgten bei 20 Deutschen Holstein-K├╝hen mit linksseitiger Labmagenverlagerung sowie bei 3 weiteren K├╝hen dieser Rasse, bei denen experimentell ÔÇô durch Anlegen eines Magenbandes ÔÇô eine Labmagendilatation induziert wurde, und zwar vor Anlegen des Magenbandes und ein weiteres Mal nach 72 Stunden.

Die entnommenen Bioptate wurden sofort in eine 4 %ige Paraformaldehyd-L├Âsung ├╝berf├╝hrt und nach Aufbereitung in einer aufsteigenden Alkoholreihe in Paraffin eingebettet. F├╝r die immunhistochemischen Untersuchungen kam ein indirektes Verfahren mit der ABC- / AEC-Methode zur Anwendung. Die dargestellten Peptide wurden quantifiziert, indem die angef├Ąrbten Fl├Ąchen unter Verwendung des halbautomatischen Softwareprogramms AnalySIS (Fa. Olympus) ausgemessen wurden.


Ergebnisse

Bei den gesunden K├╝hen konnten bez├╝glich der immunreaktiven Fl├Ąche von Substanz P im Antrum-Bereich zwar keine signifikanten Rassenunterschiede nachgewiesen werden (Deutsche Holsteins: 975 ┬▒ 602 ┬Ám2, Deutsches Fleckvieh: 1085 ┬▒ 605 ┬Ám2), doch war im Bereich des Corpus abomasi diese Fl├Ąche bei den Deutschen Holsteins (821 ┬▒ 607 ┬Ám2) signifikant kleiner als bei den Fleckviehk├╝hen (1133 ┬▒ 480 ┬Ám2; p = 0,025). Der Vergleich der IR-Fl├Ąchen f├╝r VIP zwischen beiden Rassen ergab zwar f├╝r beide Lokalisationen keine signifikanten Unterschiede, doch bestand zumindest im Antrum-Bereich eine deutliche Tendenz zu h├Âheren Werten bei den Deutschen Holsteins (1491 ┬▒ 684 ┬Ám2, vs. 1120 ┬▒ 642 ┬Ám2 bei Fleckvieh K├╝hen; p = 0,054). Ebenso lie├čen sich in Bezug auf die IR-Fl├Ąche f├╝r Neurofilament 200, dem Kriterium f├╝r die Gesamtinnervationsdichte, signifikante Unterschiede zwischen den beiden untersuchten Rassen nachweisen. W├Ąhrend in den Bioptaten aus dem Antrum-Bereich von K├╝hen der Rasse Deutsche Holsteins eine Fl├Ąche von 4997 ┬▒ 1379 ┬Ám2 ermittelt wurde, betrug diese bei den Fleckviehk├╝hen lediglich 3732 ┬▒ 1829 ┬Ám2 (p = 0,0052). Ein solcher Unterschied war auch im Bereich des Corpus abomasi nachweisbar, wenn auch in geringerer Auspr├Ągung (Deutsche Holsteins 5475 ┬▒ 3086 ┬Ám2, Deutsches Fleckvieh 3911 ┬▒ 1885 ┬Ám2; p = 0,056).

Bei den K├╝hen mit einer Labmagenverlagerung war sowohl der Gehalt an Substanz P als auch an VIP in den Bioptaten im Vergleich zu den Werten der gesunden Holstein-K├╝he signifikant vermindert (Substanz P: Antrum 314 ┬▒ 161 vs. 975 ┬▒ 602 ┬Ám2, Corpus 297 ┬▒ 143 vs. 821 ┬▒ 607 ┬Ám2; VIP: Antrum 493 ┬▒ 228 vs. 1491 ┬▒ 684 ┬Ám2, Corpus 466 ┬▒ 235 vs. 1661 ┬▒ 732 ┬Ám2; p jeweils < 0,0001). Gleiches galt auch hinsichtlich der mittels Neurofilament-200-F├Ąrbung ermittelten Gesamtinnervationsdichte (Antrum-Bereich: 3900 ┬▒ 1859 vs. 4997 ┬▒ 1379 ┬Ám2, p = 0,008; Corpus: 3516 ┬▒ 1681 vs. 5475 ┬▒ 3086 ┬Ám2; p = 0,011). Dies hatte jedoch keine signifikanten Auswirkungen auf das jeweilige Verh├Ąltnis der beiden Neurotransmitter SP und VIP an den beiden Lokalisationen zueinander. Bezogen auf die NF-200-immunreaktive Fl├Ąche war jedoch der SP-Anteil bei Labmagenpatienten ÔÇô im Vergleich zur Kontrollgruppe ÔÇô signifikant erniedrigt (Antrum-Bereich: p < 0,0001, Corpus-Bereich: p = 0,025). Entsprechendes galt bez├╝glich VIP (p < 0,0001).

Als Folge der durch Anlegen eines Magenbandes induzierten Labmagenanschoppung kam es innerhalb von 72 Stunden zu einer signifikanten Verminderung der Werte f├╝r die IR-Fl├Ąchen von SP und VIP. Die nach 72 Stunden bei diesen Probanden gemessenen SP-Werte lagen jedoch im Antrum-Bereich immer noch signifikant ├╝ber denjenigen der Labmagenpatienten (Antrum: 555 ┬▒ 187 vs. 314 ┬▒ 161 ┬Ám2, p = 0,04; Corpus: 256 ┬▒ 54 vs. 297 ┬▒ 143 ┬Ám2; p = 0,87). Bez├╝glich der VIP-positiven Fl├Ąchen galt dies f├╝r beide Lokalisationen; hier wurden bei den Magenband-Probanden im Antrum-Bereich 1223 ┬▒ 496 ┬Ám2 und bei den Patienten mit LMV 493 ┬▒ 228 ┬Ám2 gemessen (p = 0,004). F├╝r den Corpus-Bereich ergaben sich Werte von 1010 ┬▒ 193 ┬Ám2 (Magenbandgruppe) vs. 466 ┬▒ 235 ┬Ám2 (Patientengruppe); p = 0,02.

Schlussfolgerungen

Die ermittelten Unterschiede hinsichtlich der Gehalte an Substanz P und VIP in der Labmagenwand deuten darauf hin, dass bei den Deutschen Holsteins der stimulierende Einfluss auf die Labmagenmotilit├Ąt geringer und der hemmende deutlicher ausgepr├Ągt ist als bei K├╝hen der Rasse Deutsches Fleckvieh. Zus├Ątzlich zu anderen Einflussfaktoren k├Ânnte dies erkl├Ąren, warum Holstein-K├╝he h├Ąufiger an Labmagenverlagerung erkranken.
Die Ergebnisse der Untersuchungen an Probanden mit einer experimentell induzierten Labmagenanschoppung deuten darauf hin, dass es sich bei den ermittelten Unterschieden hinsichtlich Substanz P und VIP zwischen gesunden Holstein-K├╝hen und solchen mit einer Labmagenverlagerung eher um eine Folge der Verlagerung als um deren Ursache handelt.

Auf die Gesamtinnervationsdichte hatte die induzierte Labmagendilatation dagegen keine Auswirkungen. Die diesbez├╝glichen Unterschiede zwischen gesunden Holstein-K├╝hen und solchen mit Labmagenverlagerung k├Ânnten daher einen Hinweis geben auf eine m├Âgliche Ursache f├╝r die bekannte interindividuelle Variation innerhalb der Holstein-Rasse im Hinblick auf die Pr├Ądisposition f├╝r das Auftreten einer Labmagenverlagerung.
Kurzfassung auf Englisch: Motility disorders of the abomasum, i.e. hypotonia or atonia, play an important role in the pathogenesis of abomasal displacement (AD). The aim of this study was to examine the possible relevance of the neuropeptides vasoactive intestinal polypeptide (VIP) and substance P (SP) in cows with motility disorders. VIP belongs to the family of inhibiting neurotransmitters of the non adrenergic non cholinergic nerve system, whereas SP belongs to the family of stimulating peptides. Both, a decreased expression of SP and an increase of VIP in the ganglia and nerve fibres (neurofilament 200 positive) of the abomasal wall could cause a decrease of abomasal motility.


Material and methods

In order to evaluate potential differences between breeds, biopsies of the corpus abomasi and antrum pylori were taken from 20 slaughtered German Holstein cows and 20 German Fleckvieh cows aged 3 to 5 years, respectively. Corresponding biopsies were taken from 20 German Holstein cows suffering from left abomasal displacement as well as from three cows of the same breed, in which an abomasal impaction was artificially induced by gastric banding. In these three cows, biopsies were taken twice, i.e. before and 72 hours after the procedure. All biopsies were immediately fixed in 4 % paraformaldehyde, dehydrated in alcohol and embedded in paraffin. Sections were cut and stained immunohistochemically (ABC-/ AEC-technique), thereby displaying VIP, SP and NF 200. The positive signals were quantified by measuring the stained areas using the semiautomatic software program AnalySIS (Olympus).


Results

In the healthy cows, the antral immunoreactive (IR) area for substance P showed no significant differences between both breeds (German Holsteins: 975 ┬▒ 602 ┬Ám2, German Fleckvieh: 1085 ┬▒ 605 ┬Ám2). Nonetheless, the corresponding area in the corpus abomasi was significantly smaller in the German Holsteins (821 ┬▒ 607 ┬Ám2) than in the German Fleckvieh cows (1133 ┬▒ 480 ┬Ám2; p = 0.025). No significant differences between both breeds could be found for both localisations comparing the VIP IR-areas. Even though the stained areas of the antrum pylori tended to display higher values in the German Holsteins (1491 ┬▒ 684 ┬Ám2) than in the Fleckvieh cows (1120 ┬▒ 642 ┬Ám2; p = 0.054). Regarding the IR-areas for NF 200, being the criteria for the overall nerve density, significant differences between both breeds could be demonstrated. In biopsies taken from the antrum of German Holstein cows NF 200 positive areas of 4997 ┬▒ 1379 ┬Ám2 were measured, in comparison to 3732 ┬▒ 1829 ┬Ám2 in the German Fleckvieh cows (p = 0.0052). The same tendency could be shown in the corpus abomasi (German Holsteins 5475 ┬▒ 3086 ┬Ám2, German Fleckvieh 3911 ┬▒ 1885 ┬Ám2; p = 0.056).

In cows with abomasal displacement, both, the content of substance P and VIP in the biopsies taken were significantly decreased in comparison to the values from healthy Holstein cows (SP: antrum 314 ┬▒ 161 vs. 975 ┬▒ 602 ┬Ám2, corpus 297 ┬▒ 143 vs. 821 ┬▒ 607 ┬Ám2; VIP: antrum 493 ┬▒ 228 vs. 1491 ┬▒ 684 ┬Ám2, corpus 466 ┬▒ 235 vs. 1661 ┬▒ 732 ┬Ám2; p < 0.0001 each).
Equivalent results were seen regarding the overall nerve density identified by staining for NF 200 (antral area: 3900 ┬▒ 1859 vs. 4997 ┬▒ 1379 ┬Ám2, p = 0.008; corpus: 3516 ┬▒ 1681 vs. 5475 ┬▒ 3086 ┬Ám2; p = 0.011). However, there was no significant impact on the ratio of SP to VIP in both localisations. Relating to the NF 200 IR-area, the fraction of SP was significantly decreased in patients with abomasal displacement in comparison to the control group of healthy animals (antral area: p < 0.0001, corpus: p = 0.025). Equivalent results could be demonstrated for VIP (p < 0.0001).

As a consequence of the abomasal impaction induced by gastric banding a significant decrease of the levels of the SP and VIP IR-areas could be seen 72 hours after the procedure. However, SP levels measured in the antrum pylori in these animals after 72 hours were significantly higher than those from patients with displaced abomasum (antrum: 555 ┬▒ 187 vs. 314 ┬▒ 161 ┬Ám2, p = 0.04; corpus: 256 ┬▒ 54 vs. 297 ┬▒ 143 ┬Ám2; p = 0.87). Equivalent results could be seen concerning the VIP IR-areas in both localisations (antrum pylori: 1223 ┬▒ 496 ┬Ám2 (gastric banding) vs. 493 ┬▒ 228 ┬Ám2 (AD); p = 0.004 and corpus abomasi: 1010 ┬▒ 193 ┬Ám2 (gastric banding) vs. 466 ┬▒ 235 ┬Ám2 (AD); p = 0.02).


Conclusions

The differences detected concerning the content of substance P and VIP in the abomasal wall suggest that in German Holsteins the stimulating effects on the motility of the abomasum are smaller and that the inhibiting influence seems to be more distinct than in German Fleckvieh cows. In addition to further influencing factors, this could explain why Holstein cows do suffer from abomasal displacement more frequently than Fleckvieh cows.

The presented data from animals with artificially induced impaction of the abomasum indicate that the decrease of SP and VIP may rather be the result of displacement than being the actual cause.
However, the induced distension of the abomasum had no effect on the overall nerve density. In this regard, differences between healthy Holstein cows and those with abomasal displacement support the hypothesis of an interindividual variation within the Holstein breed concerning predisposition for the occurrence of abomasal displacement.
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