Infizierte Trypanoplasma borreli-resistente Karpfen

Die durch Injektion bedingten histopathologischen Veränderungen bezüglich Degeneration und Regeneration traumatisierter Muskelfasern und Bindegewebsneubildung waren nach Injektion von Trypanoplasma borreli in die Muskulatur von Karpfen aus dem resistenten Stamm in gleicher Weise zu beobachten wie bei Kontrollfischen nach PBS-Inokulation oder nach Injektion von T. borreli in die Muskulatur von Karpfen aus der empfänglichen Zuchtlinie.

In gleichem Maße stellten sich Veränderungen, die eine akute Entzündung im Muskelgewebe der infizierten resistenten Karpfen kennzeichneten, bis Tag 7 p.i. analog zu denen der infizierten empfänglichen Zuchtlinie dar. Die prozentuale Verteilung der auf den Tupfpräparaten differenzierten Leukozyten in diesem Zeitraum stimmte etwa mit der bei den T. borreli-resistenten Karpfen der Kontrollgruppe beschriebenen überein (s. Abb. 6a u. 6b).

Nach zehn Tagen p.i. war das hyperämische Gewebe in seiner Gesamtheit mittelgradig ödematisiert. Einsprossende sowie dilatierte Blutgefäße konnten, wie auch bei den infizierten empfänglichen Tieren, beobachtet werden. Jedoch zeigte sich eine hochgradige Infiltration mit fast ausschließlich Lymphozyten nur direkt im Bereich der Injektionsstelle, im weiteren Areal

war sie mittelgradig. Ein hoher Anteil von etwa 95% Lymphozyten wurde bei der Differenzierung der Leukozyten auf den Tupfpräparaten ermittelt (s. Abb. 6b).

14 Tage p.i. war das hyperämische, durch Vasodilatation und Gefäßsprossung gekennzeichnete Muskelgewebe im Bereich des Einstichkanals in mittlerem bis hohem Grade ödematisiert und mit überwiegend Lymphozyten infiltriert. Wenige Granulozyten, Monozyten und Makrophagen wurden beobachtet. Im übrigen Anteil des Gewebes waren sowohl die Ödematisierung als auch die zelluläre Infiltration gering- bis mittelgradig ausgeprägt. Diese Verteilung der Leukozyten stellte sich auch auf den Tupfpräparaten dar. Hier waren Lymphozyten zu 84%, Granulozyten und Monozyten / Makrophagen zu jeweils 8%

differenzierbar (s. Abb. 6b).

An den Tagen 18 und 22 p.i. entsprachen sich die histopathologischen Veränderungen in dem entzündeten Muskelgewebe. Der Bereich, der direkt durch die i.m.-Injektion traumatisiert worden war, erschien hyperämisch und mittelgradig ödematisiert sowie leukozytär infiltriert.

Im weiteren Areal konnte lediglich eine geringgradige Ödematisierung und Infiltration mit überwiegend Lymphozyten ausgemacht werden (s. Abb. 30). Die Differenzierung der Leukozyten auf den Tupfpräparaten ergab etwa 90 bis 95% Lymphozyten und jeweils etwa 3 bis 4% Granulozyten und Monozyten / Makrophagen (s. Abb. 6b).

Nach 22 Tagen p.i. waren die durch das Trauma geschädigten Muskelfasern der infizierten T.

borreli-resistenten Fische nahezu vollständig regeneriert. Allerdings bestand weiterhin eine gering- bis mittelgradige subakute Entzündung im gesamten Muskelgewebe (s. Abb. 31).

Vergleichende Darstellung

Sowohl die degenerativen als auch nachfolgende regenerative Prozesse der durch die Injektion traumatisierten Muskelfasern stimmten bei allen Fischen weitgehend überein.

Während die Infiltration mit Entzündungszellen bei den Kontrollfischen direkt auf den traumatisierten Bereich lokalisiert blieb, breitete sich diese bei den infizierten Karpfen im gesamten entnommenen Muskelgewebe aus. Die infizierten, gegenüber Trypanoplasma borreli-resistenten Tiere entwickelten eine generalisierte gering- bis mittelgradige Entzündung, die sich zum Tag 22 p.i. hin verringerte (s. Abb. 30 u. 31). Die für

Trypanoplasma borreli-empfänglichen Tiere dagegen zeigten eine generalisierte mittel- bis hochgradige Entzündung, welche bis zum Ende des Untersuchungszeitraumes persistierte (s.

Abb. 26 u. 27).

Der Anteil der an der zellulären Infiltration beteiligten Lymphozyten war bei den resistenten Karpfen bereits in der frühen Phase der Entzündung größer als bei den Fischen der empfänglichen Linie. Bei diesen überwogen bis Tag 2 bzw. Tag 4 p.i. Granulozyten und Monozyten / Makrophagen.

Makroskopisch erschien die Muskulatur der infizierten Trypanoplasma borreli-empfänglichen Karpfen an Tag 18 sowie Tag 22 p.i. bei der Probennahme wäßrig und weich. Im Vergleich dazu wies die Muskulatur der Kontrollfische und auch die der infizierten Trypanoplasma borreli-resistenten Fische zu diesen Zeitpunkten eine festere und trockenere Beschaffenheit auf.

Abb. 5: Differenzierung von Leukozyten Trypanoplasma borreli-empfänglicher Karpfen auf Tupfpräparaten der Muskulatur.

Granulozyten Monozyten / Makrophagen Lymphozyten

b)

Granulozyten Monozyten / Makrophagen Lymphozyten

Abb. 6: Differenzierung von Leukozyten Trypanoplasma borreli-resistenter Karpfen

Tage p.i.

Tafel 1

Abb. 7: Histologisch unverändertes epaxiales Muskelgewebe eines Karpfens im Querschnitt.

Bindegewebige Myosepten (MS) trennen die zu Myomeren (MM) angeordneten quergestreiften Muskelfasern. Der angrenzenden Hypodermis (H) schließen sich nach außen hin Dermis (D) und letztlich Epidermis (E) an.

Abb. 8: Ausschnittsvergrößerung aus Abb. 7. Gut erkennbar ist der mehrschichtige Aufbau der Epidermis (E), die ein drüsenreiches (Pfeil), nicht verhorntes Epithel darstellt.

Abb. 9: Ausschnittsvergrößerung aus Abb. 7. Im Bindegewebe zwischen einzelnen Muskelfasern verlaufen nutritive Gefäße (G). Typisch für quergestreifte Muskulatur sind die unmittelbar unter dem Sarkolemm angeordneten Zellkerne (Pfeil).

Abb. 10: Querschnitt durch das Muskelgewebe eines Kontrollfisches vier Stunden nach Injektion von PBS. Einzelne degenerierende (d) Muskelfasern lassen einen Verlust der Querstreifung und ein homogenisiertes, schollenartig verteiltes Zellinneres erkennen. Die nach mechanischer Schädigung aus den Blutgefäßen ausgetretenen Erythrozyten (E) infiltrieren das ödematisierte (Pfeil) Gewebe.

Abb. 11: Ein Peroxidase-gefärbtes Tupfpräparat des Muskelgewebes eines Kontrollkarpfens vier Stunden p.i.. Deutlich Peroxidase-positive Zellen (Pfeil), die als neutrophile Granulozyten charakterisiert wurden, sind neben Peroxidase-negativen Zellen (Pn) zu beobachten.

Abb. 12: Akut entzündetes Muskelgewebe eines Kontrollfisches an Tag 1 p.i.. Im Bereich der geringgradig ödematisierten Injektionsstelle (Pfeil) ist das hämorrhagisch erscheinende Gewebe durch zahlreiche Erythrozyten (E) gekennzeichnet.

Abb. 13: Ausschnittsvergrößerung aus Abb. 12. Eine geringgradige leukozytäre Infiltration (Pfeil) ist in den bindegewebigen Septen (B) und in einzelnen degenerierenden Muskelfasern (MF) zu sehen.

Tafel 2

Abb. 14: Ein Esterase-gefärbtes Tupfpräparat des Muskelgewebes eines Kontrollkarpfens an Tag 1 p.i.. Deutlich Esterase-positive Zellen (Pfeil), die als Monozyten charakterisiert wurden, sind neben Esterase-negativen Zellen (En) zu erkennen.

Abb. 15: Muskulatur eines Kontrollfisches zwei Tage nach Inokulation von PBS.

Nekrotisches Gewebe wird von Makrophagen phagozytiert (Pfeil).

Abb. 16: An Tag 2 p.i. ist eine beginnende, deutliche Gefäßsprossung (Pfeil) in den bindegewebigen Zwischenräumen des Muskelgewebes zu beobachten. Wie in Abb. 15 sind auch hier Makrophagen (M) zu sehen, die sich durch die Aufnahme nekrotischen Gewebes auszeichnen.

Abb. 17: Muskelgewebe eines Karpfens 12 Tage nach intramuskulärer Injektion von schwarzer Tusche. Zahlreiche Makrophagen (M) haben die injizierten Tuschepartikel aufgenommen.

Abb. 18: Vier Tage nach i.m.-Inokulation von PBS. Intakte Sarkolemmschläuche (Pfeil) der zugrunde gegangenen Muskelfasern sind erhalten geblieben.

Abb. 19: Milzgewebe eines Karpfens 5 Tage nach intramuskulärer Injektion von schwarzer Tusche. Makrophagen, die Tusche phagozytiert haben, lagern sich zu Aggregaten (Pfeil) in der Milz zusammen.

Tafel 3

Abb. 20: Muskelgewebe eines Kontrollfisches an Tag 7 p.i.. Der bei der Injektion traumatisierte Bereich ist durch eine ausgeprägte Neubildung von Muskelfasern (Pfeil) gekennzeichnet.

Abb. 21: Ausschnittsvergrößerung aus Abb. 20. Gut erkennbar sind die unterschiedlich großen Sarkoplasmaknospen (SK), deren Sarkolemmschläuche teilweise stark basophil (Pfeil) erscheinen. An der zellulären Infiltration des Gewebes sind vorwiegend Lymphozyten (L) beteiligt.

Abb. 22: Ausschnittsvergrößerung aus Abb. 20. Charakteristisch für eine Bindegewebsneubildung sind Fibrozyten (Pfeil), die zwischen den Sarkoplasmaknospen (SK) zu sehen sind.

Abb. 23: 10 Tage nach Inokulation von PBS ist das gering- bis mittelgradig ödematisierte (Pfeil) Muskelgewebe nahezu vollständig durch neugebildete Muskelfasern (MF) regeneriert.

Einzelne noch degenerierende Muskelfasern lassen Myophagie (MY) erkennen. In den bindegewebigen Zwischenräumen sind erweiterte Kapillaren (K) zu beobachten.

Abb. 24: Akut entzündetes Muskelgewebe eines mit Trypanoplasma borreli i.m.-infizierten Karpfens der empfänglichen Zuchtlinie an Tag 7 p.i.. Deutlich zu erkennen ist eine zelluläre Infiltration (Pfeil) in dem in seiner Gesamtheit histopathologisch veränderten Gewebe, welche direkt im Bereich der Injektionsstelle hochgradig (h) und im weiteren Areal mittelgradig (m) ausgeprägt ist.

Abb. 25: Ausschnittsvergrößerung aus Abb. 24. An der zellulären Infiltration des ödematisierten (Ö) Gewebes sind massenhaft Lymphozyten (L) beteiligt. Der Pfeil zeigt hochgradig dilatierte Gefäße.

Tafel 4

Abb. 26: Zehn Tage nach intramuskulärer Injektion von T. borreli ist das gesamte Muskelgewebe hochgradig mit Lymphozyten (L) infiltriert sowie mittelgradig ödematisiert (Pfeil).

Abb. 27: Das zu diesem Zeitpunkt subakut entzündete Muskelgewebe der infizierten, für T.

borreli-empfänglichen Karpfen läßt an Tag 14 p.i. eine hochgradige Ödematisierung (Pfeil) erkennen. Die hochgradige Infiltration mit Lymphozyten (L) besteht weiterhin.

Abb. 30: Subakut entzündetes Muskelgewebe eines mit Trypanoplasma borreli i.m.-infizierten Karpfens der resistenten Zuchtlinie an Tag 18 p.i.. In dem in seiner Gesamtheit histopathologisch veränderten Gewebe ist direkt im Bereich der Injektionsstelle eine mittelgradige Ödematisierung (mÖ) und lymphozytäre Infiltration (mL) zu erkennen. Das weitere Areal zeichnet sich durch ein geringgradiges Ödem (gÖ) sowie eine geringgradig ausgeprägte Infiltration mit überwiegend Lymphozyten (gL) aus.

Abb. 31: 22 Tage p.i. ist sowohl die Ödematisierung (Ö) des weiterhin subakut entzündeten Muskelgewebes der infizierten resistenten Karpfen als auch die lymphozytäre Infiltration (Pfeil) nur noch gering.

5 DISKUSSION

5.1 Infektionsverlauf

Die Empfänglichkeit von Karpfen für eine Infektion mit Trypanoplasma borreli sowie deren Verlauf wird weitgehend von der Genetik der Zuchtlinie beeinflußt. So entwickelten alle Karpfen einer klonierten Linie nach Injektion der Parasiten eine hochgradige Parasitämie und starben zwischen Tag 21 und Tag 24 p.i. an den Folgen der Infektion. Karpfen einer anderen, nicht ingezüchteten Linie zeigten ebenfalls eine Parasitämie, überlebten jedoch die Infektion (VAN DEN BROEK 1992; WIEGERTJES et al. 1995). Bei diesen als resistent bezeichneten Fischen können dann bis etwa vier Monate p.i. Flagellaten im Blut nachgewiesen werden, danach erfolgt deren Eliminierung aus dem Blut (STEINHAGEN et al. 1989b; JONES et al.

1993). Auch in der vorliegenden Arbeit wurden Karpfen einer klonierten und einer nicht ingezüchteten Linie verwendet. Die Karpfen beider Zuchtlinien entwickelten unterschiedlich stark ausgeprägte Parasitämien. Bei allen infizierten Karpfen aus dem ingezüchteten Laborstamm waren ab Tag 14 p.i. Flagellaten im Blut festzustellen, wobei eine große individuelle Schwankungsbreite beobachtet wurde. Am Ende des Untersuchungszeitraumes, Tag 22 p.i., waren mit 95.000 und 210.000 Trypanoplasmen im µl Blut insgesamt sehr hohe Flagellatenzahlen zu verzeichnen. Die eingesetzten Laborkarpfen erwiesen sich somit als hochempfänglich für eine Infektion mit Trypanoplasma borreli. Im Gegensatz dazu konnten insgesamt lediglich bei der Hälfte der Tiere aus der nicht ingezüchteten Linie, denen T. borreli inokuliert wurde, auch Flagellaten im peripheren Blut nachgewiesen werden. Bei diesen Fischen war zudem die Parasitämie, im Vergleich zu den empfänglichen Karpfen, sehr viel niedriger, womit deren geringere Empfänglichkeit für eine Infektion mit T. borreli sehr deutlich zum Ausdruck kam.