Pathologisch-anatomische und histologische Veränderungen

Klinische Symptome einer Paratuberkulose-Infektion sind kein Gradmesser für die Ausprägung der pathologischen Veränderungen und es besteht nur eine geringe Korrelation zwischen der Schwere der makroskopischen Befunde und den Krankheitserscheinungen (CHIODINI et al., 1984). Lediglich beim Auftreten von Durchfall kann von der Anwesenheit makroskopischer Läsionen ausgegangen werden (BRADY et al., 2008). Die Spannbreite pathologischer Veränderungen hängt vom Untersuchungszeitpunkt und der Tierspezies ab (MANNING u. COLLINS, 2001).

Makroskopische Veränderungen kommen beim Rind hauptsächlich im Intestinaltrakt vor und können dort vom Duodenum bis zum Rektum reichen (RIDEOUT et al., 2003). Vorrangig und am stärksten betroffen ist meist jedoch das terminale Ileum und angrenzendes Lymphgewebe (WHITLOCK u. BUERGELT, 1996; OLSEN et al., 2002). Als erstes sind die Veränderungen in der Region der Ileozäkalklappe zu

erkennen (CHIODINI et al., 1984). In den subklinischen Krankheitsstadien I und II (s.

2.5.2.) sind makroskopische Veränderungen üblicherweise nicht auffindbar (RIDEOUT et al., 2003). Hauptbefunde eines Tieres, das klinisch an Paratuberkulose erkrankt ist, sind eine chronische Enteritis, chronische intestinale Lymphangitis und mesenterische Lymphadenopathie (CLARKE, 1997; CHACON et al., 2004).

Betroffene Darmabschnitte besitzen eine verdickte und ödematöse Mukosa, die eng aneinander liegende, transversale Vertiefungen aufweist, welche auch beim Strecken des Darms nicht verschwinden (CHIODINI et al., 1984; WHITLOCK u. BUERGELT, 1996). Diese Faltung gibt der Mukosaoberfläche ein typisches hirnwindungsartiges Aussehen.

Zur Verdeutlichung der genannten makroskopischen Veränderungen bei Tieren mit klinischer Paratuberkulose zeigt die folgende Abbildung 7 den Darm eines Schafes mit granulomatöser Enteritis und deutlich verdickter Mukosa.

Abbildung 7: Darm eines Schafes mit granulomatöser Enteritis und sichtbar verdickter Mukosa, Quelle: MC GAVIN u. ZACHARY, 2007,

S. 373

Die Schleimhaut zwischen diesen Vertiefungen kann aufgrund von Stauungen gerötet oder ulzeriert sein (CHIDIONI et al., 1984). Diese Veränderungen können segmental oder diffus sowie in unterschiedlichen Schweregraden auftreten (OLSEN et al., 2002; CHACON et al., 2004). Junge Tiere, die an einer akuten Paratuberkulose erkrankt sind, zeigen jedoch meist keine Verdickung oder Riffelung der Darmschleimhaut, sondern eher eine hämorrhagische Enteritis (CHIODINI et al., 1984).

Das lymphatische Gewebe in der Umgebung der Ileozäkalregion ist am schwersten von der Infektion betroffen (CHIODINI et al., 1984). Die mesenterialen Lymphknoten sind blass, vergrößert und ödematös (MANNING u. COLLINS, 2001; OLSEN et al., 2002). Subseröse Lymphgefäße treten prominent aus dem umliegenden Gewebe hervor, sind dilatiert und perlschnurförmig gewunden, besonders an der antimesenterischen Grenze (WHITLOCK u. BUERGELT, 1996; CLARKE, 1997).

Sekundäre pathologische Befunde einer Paratuberkulose-Infektion von Rindern sind Alopezie, Kachexie, Anämie, seröse Ergüsse in die Körperhöhlen, Atrophie von Fettgewebe und Skelettmuskulatur, submandibuläre Ödeme sowie genereller Verfall (CLARKE, 1997; OLSEN et al., 2002; RIDEOUT et al., 2003).

Histopathologische Veränderungen sind charakterisiert durch eine diffuse granulomatöse oder histiozytäre Entzündung des Darms und der mesenterialen Lymphknoten ohne Nekrose, Hyperämie oder Fibrose (OLSEN et al., 2002;

RIDEOUT et al., 2003).

Die mikroskopischen Befunde bei einer MAP-Infektion des Rindes können in drei Schweregrade eingeteilt werden.

Bei milden Veränderungen (Grad I) findet man vereinzelte Langerhanssche Riesenzellen, die die Lamina propria der Darmzottenspitzen und die Peyerschen Platten infiltriert haben (OLSEN et al., 2002). Epitheloidzellen mit eosinophilem Zytoplasma, ausgeprägter Zellwand, exzentrischem Nukleus und prominentem Nukleolus werden gelegentlich beschrieben (CLARKE, 1997). Säurefeste Bakterien können nur selten und in geringer Zahl demonstriert werden. Diese frühen histologischen Veränderungen sind bereits einen Monat nach experimenteller

Infektion (WHITLOCK u. BUERGELT, 1996) und bei natürlich infizierten, subklinisch erkrankten Tieren zu finden (RIDEOUT et al., 2003).

Moderate histologische Läsionen (Grad II) beinhalten kleinere Gruppen von Makrophagen und Langerhansschen Riesenzellen in der villösen Lamina propria und intestinalen Submukosa sowie im subkapsulären Sinus und Parakortex der mesenterialen Lymphknoten (CLARKE, 1997). Einige säurefeste Bakterien können in den Entzündungszellen dargestellt werden (OLSEN et al., 2002). Diese granulomatösen Infiltrate treten nodulär (tuberkuloid) auf (RIDEOUT et al., 2003). Die zunehmende Infiltration der Darmwand mit Entzündungszellen führt zur grobsinnlichen Verdickung. Bei experimenteller Infektion sind diese moderaten Veränderungen bereits nach vier Monaten zu beobachten (WHITLOCK u.

BUERGELT, 1996).

Schwere histopathologische Veränderungen (Grad III) gehen mit klinischen Symptomen einer Paratuberkulose-Erkrankung einher. Die Läsionen treten nun diffus (lepromatös) auf. Sie beinhalten viele Makrophagen und Langerhanssche Riesenzellen, die sich in allen Schichten der Darmwand wie Mukosa, Submukosa, Tunica muscularis und Serosa verteilen und die Lumen der Lymphgefäße infiltrieren (CLARKE, 1997; OLSEN et al., 2002). Massenhaft säurefeste Bakterien können in den Riesenzellen und Makrophagen dargestellt werden. Diese Entzündungszellen füllen die subkapsulären Sinusse und parakortikalen Bereiche der mesenterischen Lymphknoten (OLSEN et al., 2002). Es kommt zu einer granulomatösen Lymphadenitis und Lymphangitis (RIDEOUT et al., 2003). Letztere kommt bei Rindern jedoch seltener vor als bei anderen Wiederkäuern. Die Peyerschen Platten sind umgeben von Entzündungszellen, jedoch nicht infiltriert (CLARKE, 1997). Durch die zellulären Infiltrate und auftretenden Ödeme deformieren und verbreitern sich allmählich die Darmzotten und verschmelzen letztendlich (CHIODINI et al., 1984).

Infolge der kleineren Oberfläche resultiert eine deutlich geringere absorptive Kapazität, was zu reduzierter Nährstoffaufnahme, Proteinmalabsorption und Gewichtsverlust führt (WHITLOCK u. BUERGELT, 1996; CLARKE, 1997). Die Darmkrypten sind zudem gestaucht oder ausgelöscht und die kryptischen Drüsen mit mukoidem Material ausgefüllt (CLARKE, 1997). Der Durchfall resultiert aus den

diffusen, schwerwiegenden Läsionen in weiten Teilen des Darms, was zu zusätzlicher Proteinverlust-Enteropathie und makroskopisch sichtbaren Ödemen führt (WHITLOCK u. BUERGELT, 1996). Die flächenhaften Veränderungen erscheinen bereits 14 Monate nach experimenteller Infektion (WHITLOCK u.

BUERGELT, 1996) und führen zu dem klinischen dritten und vierten Krankheitsstadium (s. 2.5.2.).

Im Gegensatz zu anderen Tierarten treten beim Rind neben den granulomatösen Veränderungen keine verkäsende Nekrose, Kalzifikation oder Fibrose auf (WHITLOCK u. BUERGELT, 1996).

Makroskopische wie mikroskopische Veränderungen können auch in anderen Organen auftreten. Die am häufigsten betroffenen Organe sind die Leber und die hepatischen Lymphknoten. Dort finden sich fokale Granulome mit multiplen Langerhansschen Riesenzellen sowie Pericholangitis (CHIODINI et al., 1984).

Säurefeste Bakterien sind hier meist nicht sichtbar. Extraintestinale Läsionen kommen selten in der Niere, Lunge und systemischen Lymphknoten vor (CLARKE, 1997; CHACON et al., 2004). Zudem kann gelegentlich ein Abbau des Thymus sowie arteriosklerotische Veränderungen in Herz und Aorta im fortgeschrittenen Krankheitsstadium beobachtet werden (WHITLOCK u. BUERGELT, 1996; CLARKE, 1997).

Makroskopische Veränderungen beim Schaf sind grundsätzlich denen des Rindes sehr ähnlich. Es kommt typischerweise zu einer Verdickung der Mukosa und der Lymphgefäße sowie zur Lymphadenopathie (RIDEOUT et al., 2003). Die Schleimhaut ist gerötet, ödematös und hat eine granuläre, gewellte Oberfläche (BEGG u. WHITTINGTON, 2010). Ulzerationen kommen jedoch nicht vor. Vorrangig ist der Bereich des terminalen Ileums betroffen, Veränderungen sind aber auch in anderen Abschnitten des Dünndarms und Kolons zu finden (CLARKE, 1997). Einige ovine MAP-Stämme produzieren ein gelblich-orangefarbenes Pigment, was zu einer entsprechenden Verfärbung der intestinalen Mukosa führt (RIDEOUT et al., 2003).

Sekundäre Befunde des Schlachtkörpers sind Kachexie, intermandibuläre Ödeme, Aszites, Hydroperikard und seröse Atrophie des Fettgewebes (RIDEOUT et al., 2003).

Pathologische Paratuberkulose-Befunde können bei natürlich infizierten Schafen histologisch in drei Hauptkategorien nach PEREZ et al. (1996) klassifiziert werden.

Die anschließende Erläuterung beruht auf dieser Einteilung, welche in der nachfolgenden Literatur am häufigsten verwendet wird und enthält Ergänzungen der Autoren CLARKE (1997) sowie RIDEOUT et al. (2003).

In der ersten Kategorie (Typ 1) treten bei den erkrankten Schafen nur kleine Granulome aus Makrophagen in den interfollikularen und basalen Bereichen der ileozäkalen Peyerschen Platten auf. Es sind keine intrazellulären Bakterien sichtbar.

Diese Kategorie kommt bei Tieren vor, die sich als Lämmer infiziert haben, bei denen die Erkrankung jedoch erfolgreich durch eine zellvermittelte Immunantwort gestoppt werden konnte.

Bei der zweiten und dritten Kategorie handelt es sich um adulte Tiere, bei denen die Immunmechanismen zur Bekämpfung der Erkrankung gescheitert sind.

In der zweiten Kategorie (Typ 2) kommen Granulome auch in den mukosa-assoziierten Peyerschen Platten vor, die sich bis in die Submukosa erstrecken.

Histologisch können üblicherweise säurefeste Bakterien intrazellulär nachgewiesen werden.

Makroskopisch sind bei Typ 1 und Typ 2 keine pathologischen Veränderungen erkennbar.

Typ 3-Veränderungen können in drei Subkategorien (3a, b und c) unterteilt werden.

Beim Subtyp 3a kommt es zu großen multifokalen Granulomen in der Lamina propria, Submukosa und Serosa des Ileums und der entsprechenden Lymphknoten.

Die Veränderungen reichen bis ins Jejunum. Säurefeste Organismen sind deutlich zu erkennen. Makroskopisch kommt es zu einer leichten Verdickung der intestinalen Mukosa.

Beim Subtyp 3b sind viele Makrophagen und einige vielkernige Riesenzellen mosaikartig in der Lamina propria und Submukosa verteilt. Dabei kommt es zur Verschmelzung der Darmzotten und weiteren Verdickung der Darmwand, die klar grobsinnlich zu erkennen ist. Säurefeste Bakterien füllen die Makrophagen aus, sind jedoch im Lymphgewebe weniger zahlreich. In dieser Kategorie kommt es zu den deutlichsten grobsinnlich erkennbaren pathologischen Veränderungen. Aufgrund der

vielen intrazellulären säurefesten Bakterien wird dieser Subtyp auch als multibazilläre, lepromatöse Form bezeichnet (BEGG u. WHITTINGTON, 2010). Er ist durch eine starke humorale Immunantwort mit Ansammlungen von mit MAP infiltrierten Makrophagen in der Mukosa charakterisiert.

Beim Subtyp 3c ist ebenfalls eine diffuse, granulomatöse Enteritis vorhanden.

Jedoch stellen Lymphozyten den Hauptbestandteil der Entzündungszellen dar und infiltrieren die Mukosa. Sie werden durch einige Makrophagen ergänzt. Es treten kleine, deutlich abgegrenzte Granulome auf. Säurefeste Bakterien sind entweder nicht sichtbar oder kommen bei diesem Subtyp nur spärlich vor. Die Kategorie wird auch als pauzibazilläre, tuberkuloide Form bezeichnet und ist durch die lymphozytären Infiltrate mit einer kleinen Anzahl von Makrophagen gekennzeichnet, die wenig bis gar nicht von säurefesten Bakterien gefüllt sind (BEGG u.

WHITTINGTON, 2010).

CLARKE (1997) teilt die Veränderungen nach der Anzahl der säurefesten Bakterien pro Makrophage ein. Entzündungszellen mit null bis zehn Organismen zählen zu der pauzibazillären Form, mehr Bakterien entsprechend zu der multibazillären Kategorie, welche den Großteil der an Paratuberkulose erkrankten Schafe enthält.

Deutlich häufiger als beim Rind können bei Schafen die Granulome verkäsen und Nekrosen mit Riesenzellen im Darm und in den intestinalen Lymphknoten auftreten, die gelegentlich kalzifizieren.

Bei den Subtypen 3a und 3b können mikroskopische Granulome in den periportalen und parenchymalen Bereichen der Leber gefunden werden. Seltener kommen diese auch in der peribronchialen Region der Lunge vor (CLARKE, 1997). In diesen extraintestinalen Veränderungen sind säurefeste Organismen gewöhnlich nicht sichtbar.

Die Vielfältigkeit der Paratuberkulose-Veränderungen bei Schafen kann nach Meinung von PEREZ et al. (1996) eventuell durch die unterschiedliche Pathogenität der MAP-Stämme oder durch verschiedene Phasen der Erkrankung erklärt werden.

Zudem vermuten die Forscher eine Beeinflussung durch den Immunstatus eines Tieres.

Die pathologischen Erscheinungen der Ziege können in Typ und Lokalisation sehr variabel sein (RIDEOUT et al., 2003). Makroskopisch sind vorrangig Verdickungen des terminalen Dünndarms, Vergrößerung der mesenterischen Lymphknoten, die ödematös sein können und Wellung der ilealen Mukosa mit hirnwindungsartigem Relief feststellbar (CLARKE, 1997). Drei Monate nach experimenteller Infektion sind Ansammlungen von Epitheloidmakrophagen und Riesenzellen in der Basalregion der ilealen und jejunalen Peyerschen Platten zu finden. Diese Veränderungen tendieren zur Verschmelzung und breiten sich nach zehn Monaten in den Dickdarm aus (RIDEOUT et al., 2003). Noduläre Herde von verkäsender Nekrose, die manchmal eine Tendenz zur Mineralisierung zeigen, werden häufig in der Mukosa, Submukosa, Serosa, dem lymphatischen Gewebe und gelegentlich auch in den mesenterischen Lymphknoten bei natürlich infizierten Ziegen gefunden (CLARKE, 1997). In fortgeschrittenen Fällen sind die Befunde der granulomatösen Enteritis ähnlich denen, die bei anderen Wiederkäuern gesehen werden (RIDEOUT et al., 2003).

Ziegen zeigen jedoch zusätzlich axonale Degeneration des Nervus ischiadicus und Plexus brachialis sowie eine Amyloidose der renalen Glomeruli, Nebennieren und Milchdrüsen (CLARKE, 1997). Granulomatöse Veränderungen werden auch in Leber und Lunge einiger Tiere mit fortgeschrittenem Krankheitsverlauf beschrieben (RIDEOUT et al., 2003).

Wildwiederkäuer sind ebenfalls für eine natürliche, orale Paratuberkulose-Infektion empfänglich. Postmortale Untersuchungen dieser klinisch erkrankten Tiere ergeben deutlich vergrößerte jejunale und ileozäkale Lymphknoten, die gelegentlich weiß- oder cremefarbende verkäsende Herde aufweisen (MACKINTOSH u. GRIFFIN, 2010). Eine Verdickung der Mukosa des Jejunums und terminalen Ileums kommt vor, ist jedoch nicht so ausgeprägt wie bei den Hauswiederkäuern. Die lymphatischen Gefäße des Jejunums sind häufig stark verdickt und das Omentum ist ödematös (MACKINTOSH u. GRIFFIN, 2010). Sekundäre Anzeichen einer Erkrankung bei Wildwiederkäuern sind Auszehrung und Alopezie (CLARKE, 1997).

Histopathologische Veränderungen bei Hirschen mit fortgeschrittenem Krankheitsverlauf ähneln den bereits beschriebenen bei Schaf und Ziege in Form einer granulomatösen Enteritis (RIDEOUT et al., 2003). Es kommt zu typischen

Invasionen von Makrophagen, die beladen sind mit säurefesten Bakterien (multibazilläre Form). Die Ileozäkalklappe verliert ihre Zottenstruktur und es treten Verkäsungen und Gebiete mit Kalzifikationen auf (MACKINTOSH u. GRIFFIN, 2010).

Wildwiederkäuer mit milderen Symptomen zeigen weniger ausgeprägte Läsionen mit einer geringen Anzahl sichtbarer säurefester Organismen (pauzibazilläre Form).

Makroskopische und mikroskopische Veränderungen in Kameliden wie Lama und Alpaka sind den beschriebenen bei Rindern sehr ähnlich, jedoch kann es zusätzlich zu Lymphknotennekrose und Mineralisation sowie einer multiorganen Verbreitung kommen (RIDEOUT et al., 2003).

Monogastrische Spezies wie Schwein, Pferd, Hund und einige Labortiere sind empfänglich gegenüber einer natürlichen wie experimentellen MAP-Infektion.

Pathologische Veränderungen bestehen generell aus einer granulomatösen Enteritis und mesenterialen Lymphadenitis sowie nachweisbaren säurefesten Organismen (RIDEOUT et al., 2003). Jedoch entwickeln diese Spezies keinerlei klinische Symptome (CLARKE, 1997).