Tierärztliche Hochschule Hannover
Immunhistochemische Untersuchungen zur Zellproliferation und Apoptose bei Synovialitiden des Hundes
INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Grades einer
Doktorin der Veterinärmedizin -Doctor medicinae veterinariae-
(Dr. med. vet.)
vorgelegt von
Eva-Maria Beckold
Lahr
Hannover 2009
Wissenschaftliche Betreuung:
Univ.-Prof. Dr. Marion Hewicker-Trautwein aus dem Institut für Pathologie
1.Gutachter: Univ. Prof. Dr. Marion Hewicker-Trautwein 2. Gutachter: Univ. Prof. Dr. Wilfried Meyer
Tag der mündlichen Prüfung: 29.10.2009
Für
Nike und Björn
Die größte Tragödie in der Wissenschaft
überhaupt
ist der Tod einer wunderschönen Hypothese
durch die Hand einer häßlichen Tatsache.
Thomas Henry Huxley (1825-1895)
Inhaltsverzeichnis I
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis ... I
1 Einleitung ... 1
2 Literaturübersicht ... 3
2.1 Histologie der Synovialmembran ... 3
2.2 Kreuzbandriss beim Hund ... 5
2.2.1 Klinik, Ätiologie und Pathogenese ... 5
2.2.2 Histologie der Synovialmembran beim Kreuzbandriss ...10
2.2.3 Immunhistochemie der Synovialmembran beim Kreuzbandriss des Hundes ...12
2.3 Histologische und immunhistochemische Befunde an der Synovialmembran von Hunden mit immunvermittelten Arthritiden ...13
2.3.1 Klassifikation der entzündlichen Gelenkserkrankungen beim Hund ...13
2.3.2 Erosive Arthritis ...13
2.3.3 Pathogenese der rheumatoiden Arthritis ...16
2.3.4 Pathologie und Pathohistologie bei der rheumatoiden Arthritis ...17
2.3.5 Immunhistochemie der rheumatoiden Arthritis ...18
2.3.6 Das Polyarthritis-Polymyositis-Syndrom ...19
2.4 Zyklus der Zellproliferation ...20
2.4.1 Ki-67-Protein ...20
2.5 Allgemeines über die Apoptose ...21
2.5.1 Caspase-3 ...24
2.6 Proliferation und Apoptose in der Synovialmembran und im Kreuzband ...25
2.6.1 Proliferation der B-Lymphozyten in der Synovialmembran bei der Osteoarthritis und der rheumatoiden Arthritis des Menschen ...25
2.6.2 Proliferation von T-Lymphozyten in der Synovialmembran bei der rheumatoiden Arthritis des Menschen ...27
2.6.3 Apoptose von synovialen T- und B-Lymphozyten beim Menschen ...27
Inhaltsverzeichnis II
2.6.4 Proliferation und Apoptose von Synovialdeckzellen ...28
2.6.5 Apoptose im Kreuzband von Hunden ...30
2.6.6 Apoptose bei der Osteoarthrose ...31
3 Material und Methoden ...33
3.1 Untersuchungsmaterial ...33
3.1.1 Vergleichstiere ...33
3.1.2 Hunde mit Kreuzbandriss und Synovialitis (Gruppe 1 bis 3) ...33
3.1.3 Hunde mit Polyarthritis ...34
3.2 Gewinnung und Aufarbeitung der Gewebeproben für die histologischen und immunhistochemischen Untersuchungen ...35
3.3 Physikochemische Färbemethoden ...35
3.3.1 Hämatoxylin-Eosin-Übersichtsfärbung ...35
3.4 Immunhistochemische Färbemethoden ...36
3.4.1 Einzelfärbungen ...36
3.4.2 ABC-Methode an formalinfixiertem Paraffinmaterial ...36
3.4.3 Primäre und sekundäre Antikörper ...36
3.4.4 Tertiärer Antikörper ...36
3.4.5 Nachweis des Ki-67- Antigens in der Synovialmembran ...37
3.4.6 Nachweis des aktiven Caspase-3- Antigens in der Synovialmembran ...38
3.5 Doppelfärbungen ...40
3.5.1 Nachweis von Ki-67- und CD3- positiven Zellen in der Synovialmembran ...41
3.5.2 Nachweis von Ki-67- und IgG- positiven Zellen in der Synovialmembran ...43
3.6 Kontrollen ...46
3.6.1 Positivkontrollen ...46
3.6.2 Negativkontrollen ...46
3.7 Befunderhebung, Auswertung und statistische Aufarbeitung der Daten ...47
4 Ergebnisse ...49
Inhaltsverzeichnis III
4.1 Histologische Untersuchungen der Synovialisproben ...49
4.1.1 Histologische Befunde bei den Vergleichstieren ...49
4.1.2 Histologische Befunde bei Hunden mit Kreuzbandriss ...51
4.1.3 Histopathologische Befunde bei Hunden mit Polyarthritis ...56
4.2 Immunhistochemische Untersuchungen ...58
4.2.1 Immunhistochemischer Nachweis des Ki-67-Antigens bei Synovialdeckzellen ...58
4.2.1.1 Nachweis des Ki-67-Antigens bei Synovialdeckzellen der Vergleichstiere ...58
4.2.1.2 Nachweis des Ki-67-Antigens bei Synovialdeckzellen der Hunde mit Kreuzbandriss59 4.2.1.3 Nachweis des Ki-67-Antigens bei Synovialdeckzellen der Hunde mit Polyarthritis (Gruppe 4) ...63
4.2.2 Immunhistochemischer Nachweis des Caspase-3- Antigens bei Synovialdeckzellen und Entzündungszellen ...65
4.2.2.1 Nachweis des Caspase-3- Antigens bei Synovialdeckzellen der Vergleichstiere ...65
4.2.2.2 Nachweis des Caspase-3- Antigens bei Synovialdeckzellen der Hunde mit Kreuzbandriss ...66
4.2.2.3 Nachweis des Caspase-3- Antigens bei Synovialdeckzellen der Hunde mit Polyarthritis (Gruppe 4) ...67
4.2.2.4 Nachweis des Caspase-3- Antigens bei Entzündungszellen von Vergleichstieren ....69
4.2.2.5 Nachweis des Caspase-3- Antigens bei Entzündungszellen von Hunden mit Kreuzbandriss ...69
4.2.2.6 Nachweis des Caspase-3- Antigens bei Entzündungszellen von Hunden mit Polyarthritis (Gruppe 4)...70
4.2.3 Immunhistochemischer Nachweis von IgG- positiven Zellen ...72
4.2.3.1 Nachweis von IgG- positiven Zellen bei den Vergleichstieren ...73
4.2.3.2 Nachweis von IgG- positiven Zellen bei den Tieren mit Kreuzbandriss ...73
4.2.3.3 Nachweis von IgG- positiven Zellen bei den Tieren mit Polyarthritis (Gruppe 4) ....74
4.2.4 Immunhistochemischer Nachweis von CD3- positiven Entzündungszellen ...76
4.2.4.1 Nachweis von CD3-positiven Entzündungszellen bei den Vergleichstieren ...76
4.2.4.2 Nachweis von CD3-positiven Entzündungszellen bei den Tieren mit Kreuzbandriss .. ...76
4.2.4.3 Nachweis von CD3-positiven Entzündungszellen bei den Hunden mit Polyarthritis (Gruppe 4) ...78
4.2.5 Immunhistochemischer Nachweis des Ki-67- Antigens bei Entzündungszellen ...81
Inhaltsverzeichnis IV
4.2.5.1 Nachweis des Ki-67-Antigens bei Entzündungszellen der Vergleichstiere ...81
4.2.5.2 Nachweis des Ki-67-Antigens bei Entzündungszellen der Hunde mit Kreuzbandriss ...82
4.2.5.3 Nachweis des Ki-67- Antigens bei Entzündungszellen der Hunde mit Polyarthritis (Gruppe 4) ...83
4.2.6 Immunhistochemischer Nachweis von Ki-67 CD3- positiven Zellen ...85
4.2.6.1 Nachweis von Ki-67 CD3- positiven Zellen bei den Vergleichstieren ...85
4.2.6.3 Nachweis von Ki-67 CD3- positiven Zellen bei Hunden mit Polyarthritis ...86
4.2.7 Immunhistochemischer Nachweis von Ki-67 IgG- positiven Zellen ...90
4.2.7.1 Nachweis von Ki-67 IgG- positiven Zellen bei den Vergleichstieren ...91
4.2.7.2 Nachweis von Ki-67 IgG- positiven Zellen bei Hunden mit Kreuzbandriss ...91
4.2.7.3 Nachweis von Ki-67 IgG- positiven Zellen bei Hunden mit Polyarthritis ...92
5 Diskussion ...97
5.1 Histopathologische Befunde an der Synovialmembran ...98
5.2 Proliferation und Apoptose der Synovialdeckzellen ...100
5.2.1 Proliferation der Synovialdeckzellen bei Hunden mit Kreuzbandriss ...101
5.2.2 Proliferation der Synovialdeckzellen bei Hunden mit Polyarthritis ...102
5.2.3 Apoptose der Synovialdeckzellen bei Tieren mit Kreuzbandriss ...102
5.2.4 Apoptose der Synovialdeckzellen bei Tieren mit Polyarthritis ...103
5.2.5 Schlussfolgerung zur Proliferation und Apoptose der Synovialdeckzellen bei den KBR-Tieren und den Tieren mit Polyarthritis ...103
5.3 Proliferation und Apoptose von Entzündungszellen ...104
5.3.1 CD3- positive T-Lymphozyten und IgG- positive Plasmazellen in der Synovialmembran von Hunden mit Kreuzbandriss und mit Polyarthritis ...105
5.3.2 Proliferation der Entzündungszellen bei den Tieren mit Kreuzbandriss ...106
5.3.3 Proliferation der Entzündungszellen bei den Tieren mit Polyarthritis ...107
5.3.4 Apoptose der Entzündungszellen bei Hunden mit Kreuzbandriss und Hunden mit Polyarthritis ...109
6 Zusammenfassung ...111
7 Summary ...115
Inhaltsverzeichnis V
8 Literaturverzeichnis ...117
9 Anhang ...129
9.1 Versuchsmaterial ...129
9.2 Histopathologische Befunde ...133
9.3 Statistik ...138
9.4 Lösungen und Puffer für die immunhistochemischen Untersuchungen ...142
9.5 Bezugsquellen ...143
9.5.1 Bezugsquellen für Geräte und Einmalartikel ...144
9.6 Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen ...146
Einleitung 1
1
EinleitungNicht nur bei Hunden mit chronischer rheumatoider Polyarthritis, sondern auch bei Hunden mit Synovialitiden, die mit vorderem Kreuzbandriss assoziiert sind, tritt eine Infiltration der Synovialis mit Makrophagen, Lymphozyten und Immunglobulin-produzierenden Plasmazellen auf. Aufgrund histologischer Befunde und anderweitiger Untersuchungsergebnisse wird angenommen, dass nicht nur der chronischen rheumatoiden Arthritis, sondern auch dem Kreuzbandriss des Hundes eine Immunpathogenese zugrunde liegt.
Es ist bisher nicht bekannt, ob die Akkumulationen von Lymphozyten und Plasmazellen in der Synovialmembran bei diesen Hunden auf eine lokale Proliferation von T- bzw. B- Lymphozyten zurückzuführen sind oder ob bereits aktivierte T- bzw. B-Lymphozyten in die Synovialmembran einwandern und dort ausreifen.
Über das mögliche Auftreten von Apoptose in der Synovialmembran von Hunden gibt es keinerlei Untersuchungen; bisher existieren nur Untersuchungen über das Vorkommen von Apoptose im vorderen Kreuzband von Hunden mit und ohne Kreuzbandriss.
Des weiteren ist bisher nicht bekannt, ob die bei Hunden mit chronischer rheumatoider Polyarthritis auftretende Synovialishyperplasie auf eine erhöhte Proliferationsrate der Synovialdeckzellen und/oder auf eine verminderte Apoptose zurückzuführen ist.
In dieser Arbeit wurden in Paraffin eingebettete Synovialgewebeproben von 23 Hunden mit Kreuzbandriss und von 6 Hunden mit Polyarthritis untersucht.
Ein Ziel der Untersuchungen war es, in den entzündlich veränderten Synovialisproben dieser Hunde die lokale Proliferationsaktivität von Synovialdeckzellen und des lymphoplasmazellulären Entzündungszellinfiltrates zu analysieren. Hierfür wurden immunhistochemische Doppelfärbetechniken und Antikörper gegen T-Lymphozyten (CD3), gegen Immunglobulin G- haltige Plasmazellen und der Proliferationsmarker Ki-67 eingesetzt.
Des weiteren sollte das Vorkommen von Apoptose bei Entzündungs- und Synovialdeckzellen charakterisiert werden. Die Auszählung der markierten Zellen erfolgte semiquantitativ. Als
Einleitung 2
Vergleichsgruppe dienten Synovialgewebeproben von 8 pathologisch-anatomisch gelenkgesunden Hunden.
Literaturübersicht 3
2
Literaturübersicht2.1 Histologie der Synovialmembran
Die Gelenkkapsel ist eine Fortsetzung des Periosts, sie besitzt ein äußeres straffes kollagenfaseriges Stratum fibrosum und ein inneres lockergebautes Stratum synoviale. Das Stratum synoviale schickt Zotten und Falten in den kapillären Spalt des Gelenkes hinein (LEONHARDT 1990). Das Stratum synoviale oder auch einfach Synovialis genannt, ist reich an Blut- und Lymphgefässen sowie an Nerven (NICKEL et al. 1992). Die Synovialis ist mesenchymalen Ursprungs und hat daher keine epitheliale Struktur. Die Synovialis wird in 2 Schichten unterteilt, die Intima (ein- bis mehrreihige Deckzellschicht) und die Subintima. In der Subintima befinden sich Fibroblasten, Fibrozyten, Fettzellen, Kollagenfasern, elastische Fasern und mononukleäre Zellen. Entsprechend deren jeweiligen Anteilen kann die Subintima in verschiedene histologische Typen, wie den fibrösen Typ, den areolären Typ und den adipösen Typ unterteilt werden, obwohl auch Mischformen wie fibroareoläre und adipoareoläre Typen vorkommen (BENNETT 1991). WYSOCKI u. BRINKHOUS (1972) zeigen in ihrer Studie anschaulich die Lokalisation der verschiedenen Typen der Synovialmembran im Kniegelenk des Hundes. Die Topographie der Synovialis anderer Spezies wie Mensch, Schwein, Kaninchen und Ratte ist im allgemeinen der des Hundes bis auf minimale Unterschiede sehr ähnlich. Fibröse Anteile findet man beim Hund vor allem in den Bereichen um Bänder und Patellaanteile (WYSOCKI u. BRINKHOUS, 1972). In den durch Beugung und Streckung gespannten bzw. entspannten Kapselabschnitten ist als Verschiebepolster Fettgewebe eingelagert (adipöser Typ). Die für die Bereitung der Synovia als Ultrafiltrat und für Resorptionsvorgänge wichtigste Struktur ist der areoläre Bereich mit einem dichten Netz von Blut- und Lymphkapillaren in einem lockeren Fasergewebe (DÄMMRICH et al. 1989). WYSOCKI und BRINKHOUS (1972) unterscheiden wie GREISEN et al. (1982) beim Hund zwischen einem makrophagenähnlichen Typ A und einem fibroblastenähnlichen Typ B. Die Typ A- Zellen enthalten Lysosomen, Vesikel und Vakuolen. Die Typ B- Zellen sind durch ein stark entwickeltes raues endoplasmatisches Retikulum gekennzeichnet. Nicht nur morphologisch, sondern auch funktionell unterscheiden sich die Typ A- Zellen mit den Aufgaben der Phago- und Pinozytose von den Deckzellen vom Typ B, die die viskösen sauren Proteoglykane in die Synovia sezernieren (DÄMMRICH et al.
Literaturübersicht 4
1989). Die Untersuchungen von Yasui et al. (2004) zeigen, dass Hyaluronsäure in der Synovialmembran bei Ziegen von der inneren Seite der Plasmamembran der Typ B- Zellen synthetisiert wird und von Typ A- Zellen aufgenommen und abgebaut wird. In unveränderter Synovialis überwiegen beim Hund deutlich die Typ B- Synoviozyten. Eine Untersuchung von GREISEN et al. (1982) zeigt, dass in der Synovialis eines 24 Wochen alten, gesunden Beagles 17% Typ A- Zellen und 80% Typ B- Zellen vorhanden waren. Bei degenerativen Knochenerkrankungen fällt die Anzahl der Typ A- Synoviozyten weiter ab. Die Anzahl der B-Synoviozyten bleibt dagegen konstant (GREISEN et al. 1982) Die Synovia, teils Dialysat des Blutes, teils Sekret der Synoviazellen, besteht hauptsächlich aus Hyaluronsäure und Proteinen und enthält reichlich Glukose, sie schmiert das Gelenk und vermittelt die Ernährung durch Diffusion (LEONHARDT 1990). Die Synovialis bildet zusammen mit dem Kapillarendothel die Blut-Synovia-Schranke. Sowohl Komponenten der Synovialflüssigkeit, welche aus dem Blutkreislauf stammen, als auch die Metaboliten der Synovialflüssigkeit müssen diese Schranke passieren (BENNETT 1991).
Literaturübersicht 5
2.2 Kreuzbandriss beim Hund
2.2.1 Klinik, Ätiologie und Pathogenese
Die Ruptur des cranialen Kreuzbandes ist und bleibt in der Veterinärmedizin das größte orthopädische Problem beim Hund (HARASEN, 2003). Bei Hunden ist, mit Ausnahme der akuten traumatischen Form, die genaue Ursache und Pathogenese der Kreuzbandruptur weiterhin unklar (DOOM et al. 2008). Im Gegensatz zum Menschen fehlt beim Hund oft im Vorbericht ein akutes Trauma als Auslöser des Kreuzbandrisses (GALLOWAY and LESTER, 1995; BARRETT et al. 2005). Die durch die Kreuzbandruptur bedingte schmerzhafte Gelenkinstabilität führt zur Lahmheit. Typisch sind wechselnde Perioden von verschiedenen Lahmheitsgraden (FREUDIGER et al. 1997). In einer Vielzahl von Fällen reißt innerhalb Jahresfrist auch das kontralaterale Band. Ohne Operation stabilisiert sich das Gelenk partiell durch die einsetzende Kapselfibrose, damit verringert sich die Lahmheit. Die trotzdem weiter bestehende, wenn auch verminderte Instabilität, schädigt vor allem den medialen Meniskus und den Gelenkknorpel und führt zur Osteoarthrose (NIEMAND u. SUTER, 2000). In einer Studie von GRIFFIN und VASSEUR (1992) zeigen 67% der untersuchten Hunde eine totale Ruptur und 15% eine partielle Ruptur. Dabei waren die Hunde mit partieller Ruptur signifikant jünger und zeigten milde bis mittlere Entzündungsvorgänge in der Synovialflüssigkeit. Jeder dritte Kreuzbandrisspatient erleidet 8 Monate nach der Ruptur eine weitere Kreuzbandrissruptur im kontralateralen Kniegelenk (POND u. CAMPBELL 1972;
BENNETT et al. 1988; DOVERSPIKE et al. 1993). Radiographisch dokumentiert wurde die signifikante Zunahme der Osteophytenformation, also der Progression von osteoarthritischen Prozessen, im kontralateralen Kniegelenk 6 bis 12 Monate nach einer Kreuzbandrissruptur (DE BRUIN et al. 2007 c). Dabei ist die Theorie umstritten, dass aufgrund des schmerzhaften instabilen Gelenks eine erhöhte Gewichtsbelastung zu ungunsten des kontralateralen Kniegelenks erfolgt und letztendlich zu osteoarthritischen Veränderungen führt (RUMPH et al. 1995). Osteophytäre Zubildungen entlang der femoralen Trochlea und der Area intercondylaris der Trochlea werden von TIRGARI (1977) als pathognomonisch für einen Kreuzbandriss angesehen.
Literaturübersicht 6
Laut DOOM et al. (2008) ist es zweifelsfrei, dass der cranialen Kreuzbandruptur beim Hund eine multifaktorielle Ätiologie und Pathogenese zugrundeliegt.
Alter, Rasse, Gewicht und Geschlecht sind alles Faktoren, die einen Einfluss auf die Entwicklung eines Kreuzbandrisses haben (GALLOWAY u. LESTER 1995). Nach BENNETT et al. (1988) sind typischerweise kleine bis mittlere Rassen fortgeschritteneren Alters (5-7 Jahre) betroffen oder es handelt sich um junge Hunde (1 bis 3 Jahre) der größeren Rassen (Rottweiler, Bernhardiner, Labrador Retriever, Dogge). HARASEN stellt in seiner Studie von 2003 in den vergangenen Jahren sogar eine Zunahme der Kreuzbandrisse bei jungen großen Hunderassen fest. Fortschreitendes Alter ist mit einer Degeneration des Kreuzbandes verbunden ebenso wie höheres Körpergewicht. Dabei liegen degenerative Veränderungen des Kreuzbandes bei Hunden über 5 Jahre vor, welche mehr als 15 kg wiegen (VASSEUR et al. 1985). Eine Rasseprädisposition für eine Kreuzbandruptur liegt vor allem beim Labrador Retriever und Rottweiler vor (WHITEHAIR et al. 1993). Eine Studie von COMERFORD et al. (2006) zeigt den histologischen Unterschied der parallel angeordneten Kollagenfasern beim Labrador Retriever zu der fibrokartilaginösen Formation der Kollagenfasern des Greyhounds, welche eine Adaption an extreme Bedingungen wie Hunderennen zu sein scheint. Auffallend ist, dass bei dem für Kreuzbandrisse prädisponierten Labrador Retriever eine höhere Anzahl von Kollagenfasern kleineren Durchmessers vorhanden ist als beim Greyhound, wobei letztere Rasse keine Prädisposition für einen Kreuzbandriss besitzt. Auch das Geschlecht scheint als prädisponierender Faktor für einen Kreuzbandriss eine Rolle zu spielen: beim Menschen erleiden weibliche Athleten wesentlich öfter einen Kreuzbandriss als männliche Sportler. Östrogen- Rezeptoren sind in Fibroblasten bei Kaninchen und Menschen in Kreuzbändern gefunden worden. Der Östrogen- Einfluss auf Fibroblasten ist nachgewiesen (INNES 2003). Auch bei Hunden ist vorwiegend das weibliche Geschlecht betroffen, in einer Studie von HARASEN (2003) waren 65% der Kreuzbandrisspatienten Hündinnen.
BENNETT (1990) hat Kreuzbandrupturen untersucht, welche mit einer Gonitis asssoziiert sind. Dabei wirkt der entzündliche Prozess so nachteilig auf das Kreuzband ein, dass dieses durch ein geringes Trauma reissen kann. Immunkomplexe und Antikörper gegen Kollagen 1 und 2, welche im Blut und in der Synovialflüssigkeit gefunden wurden, sind nach BENNETT (1990) nicht primär immunvermittelt, sondern wahrscheinlich ein sekundäres Phänomen.
Literaturübersicht 7
Diese Vermutung deckt sich mit den Ergebnissen von DE ROOSTER et al. (1999). Deren These ist, dass die durch die Kreuzbandruptur entstandene Gelenksinstabilität zusammen mit erhöhtem Gewicht zu einem mechanischen Schaden am Gelenkknorpel führt und daraufhin Antigene in Form von Enzymen, Kollagen und Knorpel frei werden, welches dem Immunsystem präsentiert wird, worauf die Produktion von Autoantikörpern eingeleitet wird.
Auch GRIFFIN und VASSEUR (1992) vertreten diese These. So ist für die Autoren die Kreuzbandruptur bei vielen Hunden ein progressiver Prozess mit einer entzündlichen Komponente in den frühen Stadien von Band- und Knorpeldegeneration. In einer Studie von DE BRUIN et al. (2007 a) wurde demonstriert, dass eine zelluläre Reaktivität der T- Lymphozyten im peripheren Blut gegen Kollagen- Typ 1 sowohl bei Hunden mit Kreuzbandriss vorhanden ist, aber ebenso bei gesunden schein- operierten Hunden am Kniegelenk und gesunden Hunden vorkommt. Ein Anstieg der Proliferation der Lymphozyten lag mehrheitlich bei den Hunden mit Kreuzbandriss vor, jedoch war kein Unterschied bezüglich der Lymphozyten Reaktivität zu Kollagen- Typ 1 zwischen Hunden, die einen Kreuzbandriss im kontralateralen Kniegelenk entwickelten und denen, die keine kontralaterale Ruptur erlitten, zu erkennen. Eine Aussage hinsichtlich einer Initiatorrolle der zellulären Immunantwort gegen Kollagen- Typ 1 beim Kreuzbandriss des Hundes kann nicht getroffen werden. Zukünftige Untersuchungen von Synovialflüssigkeit sollen klären, ob lokal im Kniegelenk eine zelluläre Reaktivität der T-Lymphozyten gegen Kollagen- Typ 1 existiert (DE BRUIN et al. 2007 a). Häufig ist der Kreuzbandriss mit einer lymphozytär-plasmazytären Synovitis assoziiert. Entzündungen in der Synovialmembran und entzündliche Veränderungen in der Synovialflüssigkeit bei Hunden mit Kreuzbandruptur sind schon mehrfach beschrieben worden (MUIR et al. 2005; GALLOWAY et al. 1995; LAWRENCE et al. 1998;
HEWICKER-TRAUTWEIN et al. 1999; GRIFFIN u. VASSEUR 1992; LEMBURG et al.
2004). Degenerative Gelenkserkrankungen werden nicht mehr als ein rein nicht-entzündlicher Prozess verstanden (DE ROOSTER et al. 1999). Die Ursache der chronischen Entzündung und welche Rolle diese Entzündung für den Mechanismus einer Kreuzbandruptur spielt ist unbekannt. Die Vermutung eines immunvermittelten Geschehens stützt sich auf die Tatsache, dass in der Synovialmembran IgG- und IgM- Antikörper vorhanden sind und die Entzündungszellpopulation auch zahlreiche dendritische Zellen enthält, welche das MHC II-
Literaturübersicht 8
Antigen exprimieren (MUIR et al. 2005 b; LAWRENCE et al. 1998; HEWICKER- TRAUTWEIN et al. 1999; LEMBURG et al. 2004).
Neuere Untersuchungen zeigen den Nachweis von Bakterien- DNA im Kniegelenk bei Hunden mit Kreuzbandriss (MUIR et al. 2007). Dieses bakterielle Material könnte als immunologischer Trigger für die Synovialitis fungieren. Dafür spricht auch der Nachweis einer erhöhten Expression von TLR-2 (toll-like-rezeptor-2) bei Hunden mit einer bestehenden Oligoarthritis nach Kreuzbandrissruptur, welcher eine Aktivierung durch bakterielle Lipoproteine erfährt. Eine Schlüsselrolle des TLR besteht darin, dendritische Zellen zu aktivieren um Th1 T-Zell Antworten zu unterstützen (MUIR et al. 2007). BARRETT et al.
(2005) untersuchten und verglichen bei caninen Kreuzbandrupturen als auch bei humanen Kreuzbandrupturen die Dichte Makrophagen-ähnlicher Zellen in der Synovialmembran, welche kollagenolytische Enzyme wie TRAP (Tartrate-resistant–acid-phosphatase) und Kathepsin K produzieren. In dieser Studie zeigte sich, dass signifikant mehr TRAP- positive Zellen und Kathepsin K- positive Zellen beim caninen Kreuzbandriss vorhanden sind als beim humanen Kreuzbandriss Die Autoren sehen Kreuzbandrisse bei den meisten Hunden als Endstadium einer immunvermittelten entzündlichen Arthropathie an, bei der Kathepsin K und TRAP zu einer irreversiblen Zerstörung des Kreuzbandes führen. Auch MUIR et al. (2005) zeigten, dass bei caninen rupturierten Kreuzbändern die mRNA von Matrixmetalloproteinasen wie MMP-2 und MMP-9 im Vergleich zu gesunden Kreuzbändern ansteigt. Dabei wurden die mRNA von TRAP und Kathepsin S nur in rupturierten Kreuzbändern nachgewiesen. Die Hypothese einer immunvermittelten Entzündung im Synovialgewebe wird durch die Tatsache gestützt, dass Kathepsin S an der Antigenpräsentation und am Matrixabbau beteiligt ist.
Kathepsin K ist sowohl im intakten Gewebe als auch im rupturierten Kreuzband enthalten.
KLOCKE et al. (2005) vermuten, dass Synovialmakrophagen in der Synovialmembran und der Gelenkkapsel von Hunden mit rupturierten Kreuzbändern proinflammatorische Zytokine wie Interleukin-6 und Tumor-Nekrose-Faktor-α produzieren und somit wesentlich beteiligt sind an der Entstehung von pathologischen Veränderungen wie der sekundären Osteoarthritis bei Kreuzbandrissen. Die Dichte der Synovialmakrophagen ist dabei positiv korreliert mit der Schwere der sekundären osteoarthritischen Veränderungen.
Literaturübersicht 9
Nach MUIR et al. (2005) sind immunvermittelte entzündliche Veränderungen wichtige Faktoren, welche klinische Erscheinungen wie chronische Lahmheit, bilaterale Erkrankung und die häufig auftretende Osteoarthritis beim Kreuzbandriss erklären könnten.
Die Frage bleibt offen, was sich zuerst entwickelt - die Synovialitis oder die Gelenksinstabilität und die Kreuzbandruptur. Dabei fehlen weitgehend Untersuchungen am Kniegelenk vor dem Eintritt einer Kreuzbandruptur (MUIR et al. 2005). Eine aktuelle Studie von DE BRUIN (2007 b) zeigt beim unilateralen Kreuzbandriss eine signifikante Interleukin- 8 Expression im verletzten Kniegelenk nach Kreuzbandruptur beim Vergleich mit dem unversehrten kontralateralen Kniegelenk und bei Hunden mit medialer Patellaluxation. 6 Monate nach der Kreuzbandrissoperation war die Interleukin-8 Expression jedoch auch signifikant im kontralateralen Kniegelenk verglichen mit dem Schultergelenk angestiegen.
Diese Ergebnisse könnten darauf hindeuten, dass ein Entzündungsgeschehen bereits vor der Kreuzbandruptur existiert (De BRUIN et al. 2007 b). Die exakte Rolle von pro- inflammatorischen Zytokinen, anti-inflammatorischen Zytokinen, Wachstumsfaktoren und Matrix abbauenden Enzymen wie Matrixmetalloproteinasen, Kathepsinen und TRAP bleibt weiterhin unklar (DOOM et al. 2008)
Stickstoffmonoxid (NO) spielt eine wichtige Rolle in der Initiation und der Progression von entzündlichen und degenerativen Gelenkerkrankungen (MURELL et al. 1996; EVANS et al.
1995). Stickstoffmonoxid bewirkt einen Knorpelabbau durch Verhinderung der Kollagen- und Proteoglycanproduktion (PELLETIER et al. 1998).
SPRENG et al. (2000) untersuchten die iNOS- (induzierbare Stickoxid Synthase) Produktion in der Synovialmembran und im kranialen Kreuzband. Während sich in der Synovialmembran die iNOS- Konzentration zwischen Hunden mit rupturiertem Kreuzband und gesundem Kreuzband nicht unterschied, sank die iNOS- Konzentration im rupturiertem Band im Gegensatz zum gesundem Band deutlich ab. Die Ursache ist den Autoren nach in der Unterversorgung des Blutkreislaufes im Band bei einer Kreuzbandruptur zu sehen. Aufgrund des Vorkommens von iNOS im gesunden Kreuzband wird vemutet, dass NO eine physiologische Rolle spielt. RIITANO et al. (2002) zeigen in ihrer Studie, dass Explantate von intakten Kreuzbändern iNOS-induziertes NO produzieren. Durch Stimulation der chondroiden metaplastischen Zellen des Kreuzbandes durch proinflammatorische Zytokine wie Interleukin-1 und Tumor- Nekrose- Faktor-α steigt die iNOS- Produktion an. Die Autoren
Literaturübersicht 10
gehen davon aus, dass die NO- Produktion eine Rolle im pathophysiologischen Prozess des Kreuzbandrisses spielt.
Nach BENNETT (1990) kann das Kreuzband außerdem durch andere Gelenksentzündungen wie rheumatoide, infektiöse und idiopathische Arthritis geschwächt werden. Eine valgoide Instabilität des Gelenks, welche für gewöhnlich nach Femurfrakturen oder Hüftluxationen folgt, wirkt sich ebenfalls nachteilig auf das Kreuzband aus. Auch eine Deformation der Tibia verändert die Biomechanik des Gelenks, woraus eine degenerative Gelenkerkrankung und eventuell die Ruptur des Kreuzbandes resultiert.
2.2.2 Histologie der Synovialmembran beim Kreuzbandriss
LIPOWITZ et al. (1985) untersuchten die Synovialmembran von Hunden nach experimenteller Durchtrennung des Kreuzbandes. Bei allen Hunden war dabei eine Synovialdeckzellhypertrophie und/ oder -hyperplasie und auch eine gesteigerte Hyperämie und Hyperkapillarität festzustellen. Eine ausgeprägte villöse Proliferation zeigte sich 8 Wochen post operationem. Nach einer Woche p.op. erschienen bereits einige mononukleäre Zellen als diffus verteilte oder aber auch als perivaskuläre Akkumulationen. Nach 8 bis 13 Wochen p.op. zeigten sich subsynovial hochgradige, meist perivaskuläre Akkumulationen von Lymphozyten und Plasmazellen. Bei den dominierenden Plasmazellen waren des öfteren Hämosiderin-haltige Makrophagen zu sehen. Die Autoren diskutieren die Möglichkeit, dass Hämorrhagien eine Synovialitis produzieren könnten. Wiederholte Injektionen von Blut in Kniegelenke von Hunden führten zu einer chronischen Entzündung und subsynovialer Fibrose (CONVERY et al. 1976; HOAGLUND 1967). BRANDT et al. (1991) untersuchten das Synovialgewebe 54 Monate nach experimenteller Durchtrennung des Kreuzbandes bei Hunden. Sichtbar wurde dabei eine Synovialdeckzellhyperplasie (bis 10 Reihen), und das Synovialgewebe aus dem infra- und suprapatellaren Fettgewebe zeigte eine extensive mononukleäre Zellinfiltration und Fibrose; in der Synovialmembran der medialen parapatellaren Region war keine mononukleäre Zellinfiltration vorhanden. GALLOWAY und LESTER (1995) unterteilten in ihrer Studie 2 Gruppen von Hunden mit spontanem Kreuzbandriss jeweils nach An- oder Abwesenheit subsynovialer, fokaler, nodulärer, lymphoplasmazytärer Aggregate. In Gruppe 1 war das meist perivaskulär gelegene
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Lymphozytenaggregat von Plasmazellen umgeben. Diese Hunde wiesen dabei sowohl eine vermehrte Anzahl an subsynovialen Kapillaren auf, als auch eine erhöhte Zahl der Synovialdeckzellreihen (2 bis 10). Es handelt sich bei der Gruppe 1 um Hündinnen, welche öfter schwerer und jünger als die Hunde in Gruppe 2 waren. In Gruppe 2 mit kleineren und älteren Hunden als in Gruppe 1 wiesen die Bioptate diffuse Infiltrate von Lymphozyten, Plasmazellen und Makrophagen auf. Auch hier zeigte mehr als die Hälfte der Hunde eine villöse Hyperplasie mit vielen Kapillaren. Die meisten Synovialdeckzellen waren hypertroph und hyperplastisch. Die schwereren, jüngeren Hunde aus Gruppe 1 wiesen die gravierenderen histopathologischen Veränderungen an der Synovialmembran auf. Nur in dieser Gruppe kamen partielle Bandrisse und beidseitige Kreuzbandrupturen vor. Eventuell ist die unvollständige Ruptur des Kreuzbandes als möglicher Faktor für die Entstehung schwerer Entzündungerscheinungen anzusehen. Bei Gruppe 2 vermuteten die Autoren, dass die altersbedingte Degeneration des Kreuzbandes zur Ruptur führt und die entzündlichen Veränderungen sekundärer Natur sind. Beim Menschen konnten lymphoplasmazytäre Ansammlungen bei rheumatoider Arthritis und vielen infektiösen Arthritiden gefunden werden (HARRIS 1990). Die noduläre Form gilt als histologischer Marker einer Immunantwort und die vermehrte Zahl an Plasmazellen sind ein Indikator für Antikörperproduktion. Die histologischen Läsionen der Gruppe 1 sind kompatibel mit einer immunvermittelten Synovitis (GALLOWAY und LESTER, 1995). Auch LEMBURG et al.
(2004) beobachteten bei der histologischen Untersuchung von Hunden mit Kreuzbandruptur in der Synovialmembran vielfach perivaskuläre lymphoplasmazelluläre Akkumulationen ohne vorhandene lymphatische Follikel oder Keimzentren. Die Autoren stellten fest, dass diese histopathologischen Veränderungen denen beim Menschen mit Osteoarthritis und lymphoplasmazellulärer Synovialitis gleichen. KRENN et al. (1999) zeigten in ihren Untersuchungen, dass beim Menschen mit Osteoarthritis und lymphoplamazellulärer Synovialitis B-Zellen perivaskulär einwandern, akkumulieren und sich direkt, ohne weitere Proliferation, in Plasmazellen differenzieren. Dies spricht für eine spezifische, nicht lokal vermittelte Immunantwort dieser degenerativen Erkrankung.
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2.2.3 Immunhistochemie der Synovialmembran beim Kreuzbandriss des Hundes
In einer Studie von HEWICKER-TRAUTWEIN et al. (1999) stellte sich heraus, dass bei der Untersuchung der Synovialmembran von Hunden mit spontanem Kreuzbandriss und sekundär entwickelter Osteoarthritis vor allen Dingen subsynovial MHC II- positive Zellen vorhanden sind, welche vorwiegend eine dendritische Morphologie besitzen. Die Zahl der meist diffus verteilten CD5+, CD4+ und CD8+ Lymphozyten war gering. Die Autoren diskutierten, dass die Anwesenheit von dendritischen MHC Klasse II- Zellen einen Indikator für die Präsentation eines unbekannten Antigens für die T-Zellen darstellen könnte. Bei LEMBURG et al. (2004) bestanden die Hauptzelltypen in untersuchten Synovialisproben aus Kniegelenken von Hunden mit Kreuzbandriss (und entzündlich verändertem Gewebe) vor allen Dingen aus B-Lymphozyten und Plasmazellen. Die Plasmazellen waren vorwiegend dem Isotyp- IgG zugehörig, weniger entsprachen dem Isotyp- IgM und noch weniger dem IgA- Isotyp. Diese Ergebnisse stehen im Gegensatz zu einer früheren Untersuchung von LAWRENCE et al. (1998), die nach der immunhistochemischen Untersuchung der Synovialis von Hunden mit Kreuzbandruptur zu dem Ergebnis kamen, dass vor allem IgM- und dann nachfolgend IgG- positive Zellen nachgewiesen werden konnten, während IgA- positive Zellen nicht vorhanden waren. Bei entzündlich verändertem Synovialgewebe des Menschen mit Osteoarthritis (KRENN et al. 1999) waren es vorwiegend IgG- und IgA- positive Plasmazellen, welche sich in der Peripherie lymphozytärer Aggregate fanden. Bei der Untersuchung der T-Lymphozytenpopulation in der Synovialmembran von Hunden mit Kreuzbandriss von LEMBURG et al. (2004) erwiesen sich die CD4+ T-Lymphozyten als stärkster Vertreter, gefolgt von den CD8+ T-Lymphozyten. LEMBURG et al. (2004) zeigten außerdem, dass in stark entzündlich veränderten Synovialisanschnitten die gesamte Deckzellschicht positiv für MHC II waren, dabei hatten die Deckzellen das Aussehen von Typ A- Synoviozyten. Übereinstimmend mit den Untersuchungen von HEWICKER- TRAUTWEIN et al. (1999) fanden sich überwiegend subsynovial MHC II- positive Zellen mit dendritischer Morphologie. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass 95% der Zellen mit dendritischer Morphologie in der Synovialmembran von Hunden mit Kreuzbandriss sowohl MHC II- als auch CD1c- Antigene exprimieren. Diese waren dabei in direkter Nachbarschaft zu lymphozytären Zellen zu finden. Nach Meinung der Autoren handelt es sich dabei
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wahrscheinlich um ausgereifte dendritische Zellen. Ausserdem wiesen LEMBURG et al.
(2004) eine positive Korrelation der Expression von Adhäsionsmolekülen (CD11/CD18 Familie) mit dem Schweregrad der entzündlichen Infiltration der Synovialmembran bei Hunden mit Kreuzbandruptur nach.
2.3 Histologische und immunhistochemische Befunde an der
Synovialmembran von Hunden mit immunvermittelten Arthritiden
2.3.1 Klassifikation der entzündlichen Gelenkserkrankungen beim Hund
Nach BENNETT und MAY (1995) lassen sich entzündliche Gelenkerkrankungen in infektiöse Formen, die sehr seltenen kristallinduzierten und die immunbedingten nichtinfektiösen Formen unterteilen. Immunbedingte Arthritiden, die sich meist als Poly- seltener auch als Mono- oder Oligoarthritiden präsentieren, können aufgrund des radiologischen Erscheinungsbildes in erosive und nicht-erosive Formen unterteilt werden (Tabelle 1).2.3.2 Erosive Arthritis
Häufigste erosive Arthritisform ist die rheumatoide Arthritis; dabei handelt es sich um eine autoimmune, progressive, bilateral symmetrische, erosive Polyarthritis (LEWIS 1994). Die chronische Polyarthritis ist eine meist chronische und progredient verlaufende Systemerkrankung des Bindegewebes, die sich mit destruktiven Veränderungen an den Gelenken manifestiert und fakultativ auch verschiedene innere Organe befallen kann. Die chronische Polyarthritis selbst basiert auf einer genetisch determinierten Empfänglichkeit (SCHWALBACH und SPRENG, 1991). Die Ätiologie der rheumatoiden Arthritis ist unbekannt, aber sie scheint multifaktoriell zu sein (BENNETT and MAY, 1995). Zur Diskussion standen in der Vergangenheit Streptokokken, Clostridien, Mykoplasmen, Corynebakterien und Viren (SCHWALBACH et al. 1993 b). Ergebnisse zweier Studien deuten auf die Anwesenheit des Staupe-Virus in den erkrankten Gelenken und eine ätiologische Bedeutung bei der rheumatoiden Arthritis des Hundes hin (BELL et al. 1991;
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MAY et al. 1994). Beim Hund ist die rheumatoide Arthritis eine seltene Erkrankung (PEDERSEN et al. 2000). Die rheumatoide Arthritis betrifft junge bis mittelalte Hunde (1-8 Jahre) und zum Teil kleine und Toy Rassen, es liegt keine Geschlechtsdisposition vor (LEWIS 1994). Bei der rheumatoiden Arthritis sind besonders die Karpal-, Tarsal-, Ellenbogen- und Kniegelenke betroffen, aber auch Phalangeal-, Schulter- und Hüftgelenke. In Ausnahmefällen können auch Wirbelsäulengelenke erkranken. Vergesellschaftet ist die rheumatoide Arthritis im frühen Stadium mit Symptomen wie Fieber, Anorexie und einer Lymphadenopathie. Die renale Amyloidose kann als Komplikation einer lang andauernden Erkrankung auftreten. Die ersten radiologischen Veränderungen bestehen in einer Weichteilschwellung (arthritische Weichteilzeichen) und dem Verlust der Knochendichte.
Kollateralphänomene wie die Entkalkung des Knochens können erst Monate nach Entzündungsbeginn festgestellt werden. Ein wichtiges röntgenologisches Merkmal der rheumatoiden Arthritis des Hundes nach wochen- bis monatelanger Erkrankung sind deutliche Erosionen subchondraler und gelenknaher knöcherner Strukturen. Ein deutlich sichtbar erweiterter Gelenkspalt ist das Ergebnis von Knorpelerosionen und der Zerstörung des subchondralen Knochens (PEDERSEN et al. 2000) Diese sogenannten arthritischen Direktzeichen kommen infolge des proliferativen Entzündungsprozesses zustande (SCHWALBACH et al. 1993 b). Der Schwerpunkt in der Diagnostik wird auf die röntgenologischen und histologischen Befunde gelegt (BENNETT, 1987). Nach BENNETT (1987) gibt es 4 wesentliche Unterschiede zur rheumatoiden Arthritis des Menschen. Beim Hund gibt es die beim Menschen häufig beobachteten subkutanen Knoten nicht und auch Lymphfollikel werden sehr selten in der Synovialmembran beobachtet. Ausserdem gibt es beim Hund keine Augen assozierten Erkrankungen wie z.B. eine Skleritis und auch keine vaskulären Läsionen (Polyarteriitis). Von PERSON et al. (1991) wurden speziell für den Hund diagnostische Kriterien entwickelt (Tabelle 2). Sind fünf dieser Kriterien vorhanden, ist das Vorliegen einer rheumatoiden Arthritis wahrscheinlich, sieben machen die Diagnose definitiv.
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Tabelle 1: Einteilung der immunvermittelten Arthritiden beim Hund (modifiziert nach BENNETT, 2005)
Erosive Polyarthritiden Rheumatoide Arthritis Polyarthritis der Greyhounds Sjögren-Syndrom
Felty-Syndrom
Nichterosive (nicht deformierende) Polyarthritiden Idiopathische Polyarthritis (IPA)
Typ 1: unkomplizierte IPA
Typ 2: reaktive Arthritis (assoziiert mit extraartikulären Entzündungen bzw. Infektionen: z.B.
Endokarditis, Pyometra, Pneumonie, Rhinitis, Pleuritis)
Typ 3: enteropathische Arthritis (assoziiert mit gastrointestinalen Erkrankungen) Typ 4: tumorassoziiert (z.B. Mammakarzinom, Plattenepithelkarzinom)
Systemischer Lupus erythematodes Polyarthritis-Polymyositis-Syndrom Polyarthritis-Meningitis-Syndrom Lymphoplasmazelluläre Gonitis Panarteriitis nodosa
Arzneimittelinduzierte Arthritis Polyarthritis als Impfreaktion
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Tabelle 2
KRITERIEN für die Diagnose der rheumatoiden Arthritis beim Hund nach PERSON et al.
(1991)
1. Schmerzen und Probleme beim Aufstehen
2. Symmetrische Deformationen an den distalen Gelenken der Gliedmassen 3. Periartikuläre Weichteilschwellung
4. Bewegungsschmerz an mindestens einem Gelenk 5. Arthritis seit mindestens 3 Monaten
6. Entzündlich veränderte Synovia
7. Typische radiologische Gelenkveränderungen der betroffenen Gelenke 8. Serologischer Nachweis von Rheumafaktoren
9. Charakteristische Veränderungen an der Synovialis
10. Extraartikuläre Symptome (Tendovaginitis, Lymphadenopathie)
2.3.3 Pathogenese der rheumatoiden Arthritis
Die Pathogenese ist bei allen immunbedingten Arthritiden ungeachtet des Arthritistyps ähnlich und durch Immunkomplexablagerungen in den Gelenken gekennzeichnet. Bei der Bildung von Immunkomplexen aus IgG- Antikörpern und einem bisher unbekannten Antigen entsteht im Sinne einer sterischen Konfigurationsänderung eine „Alteration“ am Immunglobulinmolekül. Das alterierte IgG wird als körperfremd empfunden und der Organismus reagiert mit der Bildung von Autoantikörpern, welche gegen den Fc- Teil des IgG- Moleküls gerichtet sind. Diese sogenannten Rheumafaktoren entdeckten WAALER (1940) und ROSE (1948) unabhängig voneinander. Die so gebildeten Komplexe haben eine Aktivierung des Komplementsystems zufolge und eine Bildung von leukotaktischen Faktoren.
Zahlreiche Leukozyten dringen in das Gelenk ein und phagozytieren die Immunkomplexe.
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Lysosomale Enzyme, welche von neutrophilen Granulozyten stammen, verursachen eine Knorpelschädigung. Die dadurch zerstörten Knorpelzellen setzen proteolytische Enzyme frei, welche den ganzen Prozess in Gang halten. Versteckte Knorpelantigene, welche durch die Zerstörung der Zellen freigelegt werden, können eine Autoimmunantwort in die Wege leiten.
Der antigene Stimulus im Gelenk, der den geschilderten Ablauf einleitet, bleibt unentdeckt (NEWTON et al. 1976; LEWIS 1994; SCHWALBACH et al. 1993 a). Rheumafaktoren können jedoch bei jedem chronisch-entzündlichen Prozess mit konstanten Antigen- Antikörper- Reaktionen vorkommen; deshalb gelten sie zwar als charakteristisch für die rheumatoide Arthritis, aber nicht als spezifisch. NEWTON et al. (1976) wiesen bei 70% der erkrankten Tiere, aber auch bei 7% der gesunden Hunde Rheumafaktoren nach. Ein positives Testergebnis sichert die Diagnose einer rheumatoiden Arthritis ebensowenig, wie ein negatives Testergebnis diese ausschließt (PERSON et al. 1991). Im Gegensatz zum Menschen, bei dem die IgM- Rheumafaktoren überwiegen, gehören beim Hund viele der Rheumafaktoren der IgG- Klasse an (HALLIWELL et al. 1989).
2.3.4 Pathologie und Pathohistologie bei der rheumatoiden Arthritis
Die pathologisch-anatomischen Gelenkveränderungen können in eine reversible exsudativ- proliferative Synovialitis und eine anschließende irreversible Zerstörung gelenknaher Knorpel- und Knochenstrukturen unterteilt werden (WOLLENHAUPT u. ZEIDLER, 1993).
Makroskopisch erscheint die Synovialis in frühen Stadien zottenförmig proliferiert.
Histologisch besteht eine Hyperplasie und Hypertrophie der Synovialdeckzellen. Im oberflächlich und tiefer gelegenen subsynovialen Gewebe befinden sich diffuse und auch fokale Zellinfiltrate aus teilweise hämosiderinspeichernden Makrophagen, Plasmazellen, Lymphozyten und einigen neutrophilen Granulozyten. Gelegentlich sind kleine perivaskuläre lymphozytäre Aggregate vorhanden, jedoch keine lymphoiden Follikel. Die Infiltration mit Entzündungszellen ist oft assoziiert mit einer Hypervaskularität, einem Ödem, Hämosiderin und prominenten Fibroblasten (PEDERSEN et al. 1976; HEWICKER-TRAUTWEIN et al.
1999) Die große Anzahl von Lymphozyten und Plasmazellen weist auf die Anwesenheit eines lokalen antigenen Stimulus und einer Typ IV- Überempfindlichkeitsreaktion hin (PEDERSEN et al. 2000). Die Oberfläche der Synovialmembran kann mit Fibrin bedeckt
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sein. In späteren Stadien bildet sich ein gefäßreiches Granulationsgewebe, der sogenannte Pannus. Der Pannus besteht vorwiegend aus proliferierenden Synoviozyten, Lymphozyten, Plasmazellen und neutrophilen Granulozyten. Dieser schiebt sich zungenförmig über die Knorpeloberfäche und auch unter dem Gelenkknorpel in Richtung auf den Markraum vor. Der
„Zangeneffekt“ des Pannus führt zu einer Mikrohöhlenbildung des Knochens, Verlust von Gelenkknorpel und eventuell einer Fibrose, welche einhergeht mit Gelenksdeformation (LEWIS 1994). Die Aufnahme von IgG- Rheumafaktoren- Immunkomplexen durch Typ A- Synoviozyten führt zur Aktivierung und Proliferation dieser Zellen. Solche aktivierten Synoviozyten setzen Enzyme und Mediatoren frei. Diese führen zusammen mit dem Einfluss von Lymphozyten, Monozyten und neutrophilen Granulozyten zu einer Zerstörung von Knochen und Knorpel. Eine tragende Rolle bei der Zerstörung spielen dabei vor allem Interleukin- 1, Kollagenasen und Peptidasen, welche von aktivierten Synoviozyten stammen.
Auch Prostaglandin E2, welches von aktivierten Synoviozyten und Leukozyten stammt, übernimmt durch Osteoklastenaktivierung eine wichtige Rolle in der Gewebezerstörung. Eine intra- und periartikuläre Fibrose ist letztendlich der Prozess, der zur Deformation und Subluxationen führt, welche für eine chronisch rheumatoide Arthritis charakteristisch sind (LEWIS 1994).
2.3.5 Immunhistochemie der rheumatoiden Arthritis
Bei den Fällen mit chronischer Polyarthritis stellen die T-Lymphozyten die dominierende Zellart dar, während die Beteiligung von Plasmazellen bei unter 25% liegt (LEMBURG et al.
2004; HEWICKER-TRAUTWEIN et al. 1999). Es handelt sich dabei mehrheitlich um perivaskulär verteilte CD4- und CD5- positive Zellen. In der kaninen rheumatoid veränderten Synovialis findet sich eine starke Immunglobulinreaktivität in Form vieler IgG- positiver Zellen und nur weniger IgA- positiver Zellen (MAY et al. 1992; LEMBURG et al. 2004). Das Vorliegen von sogenannten Lymphfollikel- ähnlichen Aggregaten im Synovialgewebe von Hunden mit rheumatoider Arthritis (MAY et al. 1992) konnte in den Untersuchungen von LEMBURG et al. (2004) nicht bestätigt werden. HEWICKER-TRAUTWEIN et al. (1999) stellten neben einer großen Zahl von perivaskulären CD4- positiven Zellakkumulationen die Anwesenheit vieler MHC II- positiver Zellen mit dendritischer Morphologie und
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Makrophagen sowohl in der Synovialdeckzellschicht als auch subsynovial fest. Diese Ergebnisse könnten, wie bei humaner rheumatoider Arthritis dafür sprechen, dass die CD4- positiven T-Zellen, die Makrophagen und die dendritischen Zellen, welche MHC II exprimieren, auf eine kontinuierliche Präsentation eines unbekannten Antigens zu den Lymphozyten hindeuten. Dendritische Zellen und Makrophagen gelten bei der rheumatoiden Arthritis des Menschen als die hauptsächlich vorherrschenden Antigen-präsentierenden Zellen (KNIGHT 1988) Mittels immunfluoreszenzmikroskopischer Doppelmarkierung konnten LEMBURG et al. (2004) zeigen, dass in der Synovialmembran von Hunden mit rheumatoider Arthritis die Zellen mit dendritischer Gestalt sowohl MHC II- als auch CD1c- Antigene exprimieren und dabei in direkter Nachbarschaft zu lymphozytären Zellen zu finden sind;
hierbei handelt es sich wahrscheinlich um ausgereifte dendritische Zellen.
2.3.6 Das Polyarthritis-Polymyositis-Syndrom
Das Polyarthritis-Polymyositis-Syndrom ist eine sehr seltene Erkrankung, welche durch eine bilaterale nicht-erosive Polyarthritis und eine Polymyositis gekennzeichnet ist. Die Ätiologie ist bisher unbekannt. Es existieren nur sehr wenige Studien über diese Erkrankung. Eine dieser Studien belegt das gehäufte Vorkommen bei Spaniel Rassen (BENNETT u. KELLY 1987) Um die Diagnose Polyarthritis-Polymyositis-Syndrom zu stellen, müssen außer der Anwesenheit einer nicht-erosiven symmetrischen entzündlichen Polyarthropathie und einer entzündlichen Polymyopathie mit symmetrischer Muskelatrophie, Myalgie und Muskelkontrakturen ähnliche Erkrankungen wie die rheumatoide Arthritis, der Systemische Lupus erythematodes und die subakute bakterielle Endokarditis ausgeschlossen werden (BENNETT u. KELLY 1987). Die histopathologischen Merkmale in der Synovialmembran sind eine Fibrinexsudation, eine villöse Proliferation und ein aus Plasmazellen, Makrophagen, Lymphozyten und neutrophilen Granulozyten bestehendes Entzündungszellinfiltrat. Auch im Endo- und auch teilweise im Perimysium besteht das Entzündungszellinfiltrat vorwiegend aus neutrophilen Granulozyten und Makrophagen und fokal aus Aggregaten von Lymphozyten und Plasmazellen. Die histopathologischen Ergebnisse lassen vermuten, dass es sich bei dem Polyarthritis-Polymyositis-Syndrom um ein immunvermitteltes Geschehen handelt. Gestützt wird diese Vermutung durch ein positives Ansprechen auf eine immunsuppressive Therapie
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bei einem Teil der Patienten. Wahrscheinlich spielen auch hier sich ablagernde Immunkomplexe und Enzyme, welche durch neutrophile Granulozyten freigesetzt wurden, eine wichtige Rolle in der Pathogenese des Polyarthritis-Polymyositis-Syndroms (HEWICKER-TRAUTWEIN et al. 2008).
2.4 Zyklus der Zellproliferation
Der Zyklus der Zellproliferation ist in 2 Phasen gegliedert. Nach der Mitose kommt die Zelle in die Interphase. Die Interphase wird in die G 1-, S-, und G 2- Phase unterteilt. In der Präsynthesephase (G 1- Phase), welche im Anschluss an die Mitose erfolgt, wächst die Zelle, Zellbestandteile wie das Zytoplasma und Zellorganellen werden ergänzt. Die Zentriolen teilen sich. Jetzt erfolgt die Proteinbiosynthese. Diese Phase dauert im Durchschnitt 3 Stunden. In der G 1- Phase liegt ein Satz von Chromosomen mit einem Chromatid vor. Danach findet die Synthesephase (S- Phase) statt, in welcher sich die DNA redupliziert und die Histone produziert werden. Danach hat jedes Chromosom 2 Chromatiden. Diese Phase dauert circa 7 Stunden. Im Anschluss folgt die G 2- Phase, auch Postsynthesephase genannt, in der sich die Zell-Zell-Kontakte lösen und die Zelle sich abrundet und vergrößert. Es werden verstärkt RNA-Moleküle und zellteilungsspezifische Proteine synthetisiert, um die nachfolgende Zellteilung vorzubereiten. Die mittlere Dauer beträgt 3 bis 4 Stunden (ALBERTS et al. 2005;
LIEBICH 2004) Die Mitosephase wird in Pro-, Meta-, Ana- und Telophase eingeteilt. Hier findet die Teilung von Chromosomen, Zellkern und Zelle statt (LIEBICH 2004). In der G 0- Phase, auch Ruhephase genannt, verbleiben ausdifferenzierte Zellen, wie beispielsweise Nervenzellen oder Muskelzellen. Zelltypen wie Hepatozyten oder Lymphozyten befinden sich nach ihrer Ausdifferenzierung für Wochen oder Monate in der G 0- Phase, können dann aber wieder in die G 1- Phase zurückkehren und sich teilen (ALBERTS et al. 2005).
2.4.1 Ki-67-Protein
Endeckt wurde dieses Protein in der Stadt Kiel, welche mit der Nummer des Originalklons für dessen Namen steht (SCHOLZEN u. GERDES 2000). Das Ki-67- Antigen, ein menschliches nukleäres nicht- Histon- Protein, ist streng assoziiert mit Zellproliferation und wird in der
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Routinediagnostik der Pathologie als „Proliferationsmarker“ benutzt, um die Wachstumsfraktion von Zellen in menschlichen Tumoren nachzuweisen. In Immunoblots von Proteinen proliferierender Zellen detektiert Ki-67 ein Doppelband mit einem Molekulargewicht von 395 und 345 kD (SCHLÜTER et al. 1993). Nicht nur beim Menschen, sondern auch bei verschiedenen Säugetierspezies reagieren Antikörper mit Ki-67. Das Ki-67- Protein ist während allen aktiven Phasen des Zellzyklus (späte G 1- Phase, S-, G 2- und Mitosephase) anwesend, jedoch nicht in ruhenden Zellen (G 0) und der frühen G 1- Phase.
Während der Interphase kann das Antigen ausschließlich im Nukleus detektiert werden, während es in der Mitose auch im Zytoplasma lokalisiert ist. Durch die biologische Halbwertszeit von 1 Stunde liegt eine ständige Synthese und Degradation vor (SCHOLZEN u. GERDES 2000).
2.5 Allgemeines über die Apoptose
Die Apoptose oder der programmierte Tod von Zellen ist ein essentieller physiologischer Prozess, der wie die Proliferation für die Homöostase eines Organismus unabdingbar ist.
Störungen des geordneten Zusammenwirkens von Zellproliferation und Zelltod kann beispielsweise zur Tumorbildung führen. (ZIMMERMANN et al. 2001; KUMAR et al.
2005). Der programmierte Zelltod wurde 1842 bei der Beobachtung der Ontogenese von Wirbeltieren zum ersten Mal beschrieben (VOGT 1842). VOGT beobachtete, dass während der Entwicklung von Amphibien unerwünschte Gewebe (Schwanz, Schwimmhäute) durch Zelltod gezielt abgebaut werden. Der Begriff Apoptose taucht erstmals in den Untersuchungen von KERR et al. im Jahre 1972 auf. Die Apoptose spielt eine wichtige Rolle in der Embryogenese, bei Hormon-abhängigenen Rückbildungen beim Adulten, als Verteidigungsmechanismus in Immunreaktionen, bei Zellschäden, ausgelöst durch Tumorerkrankungen oder virale Infektionen oder andere Stimuli wie Hitze, Strahlung oder Chemikalien. Glukokortikoide können beispielsweise durch Bindung an intrazelluläre Rezeptoren Apoptose auslösen. Auch ein Entzug von Überlebens-, Wachstumsfaktoren und Zytokine, die an Oberflächenrezeptoren binden, können Apoptose induzieren. Beim Alterungsprozess besitzt die Apoptose eine tragende Rolle (KUMAR et al. 2005).
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Apoptotische Zellen sind durch spezifische morphologische und biochemische Veränderungen charakterisiert (ZIMMERMANN et al. 2001) Die morphologischen Veränderungen beinhalten das Schrumpfen von Zytoplasma und Zellkern. Ausserdem kondensiert das Chromatin und zerfällt in Fragmente. Des weiteren bilden sich Ausstülpungen der Plasma- und der Kernmembran, die sich als sogenannte „apoptotic bodies“ abschnüren.
Diese durch sogenanntes „blebbing“ abgeschnürten Vesikel und die geschrumpften Zellkörper werden dann von phagozytierenden Zellen beseitigt. (ZIMMERMANN et al. 2001; KUMAR et al. 2005). Ein wichtiges biochemisches Charakteristikum ist unter anderem die durch internukleosomale Spaltung der DNA entstandene typische „DNA-Leiter“. In der Elektrophorese isolierter DNA können die DNA- Fragmente als Leitermuster sichtbar gemacht werden und sind somit unterscheidbar von der unspezifisch umgebauten DNA nekrotischer Zellen (SARASTE u. PULKKI 2000). In der Zelle werden durch die obengenannten Stimuli die Caspasen (Cystein Aspartat-spezifische Proteasen) aktiviert. Diese liegen im Zytoplasma als Proenzyme vor und werden durch 2 spezifische Spaltungen zu voll funktionsfähigen Proteasen aktiviert. Prototyp der Caspasen ist das Interleukin-1ß converting enzyme (ICE; Caspase-1), welches verantwortlich ist für die Maturation der Proform von Il- 1ß zu seiner biologisch aktiven Form. Das ICE oder die Caspase-1 ist homolog zu einem Gen namens ced-3 in dem Nematoden Caenorhabditis elegans. Bei den Säugetieren sind insgesamt 14 Gene der Familie der Caspasen bekannt (ZIMMERMANN et al. 2001). Die Caspasen gelten als evolutionsbiologisch konserviert und kommen beim Menschen, Insekten, Nematoden und Hydra vor (HENGARTNER 2000). Bei der sogenannten Caspase- Kaskade aktivieren Initiator-Caspasen (Caspase-2,-8,-9) dabei nachgeschaltete Effektor-Caspasen (Caspase-3,-6,-7), die dann durch die Spaltung wichtiger Zellproteine den Tod und die Degradation der Zelle herbeiführen (ZIMMERMANN et al. 2001).
Es existieren 2 Hauptwege der Caspase- Aktivierung. Der sogenannte intrinsische Weg wird über die Mitochondrien vermittelt (rezeptorunabhängig). Hier kommt es durch noch nicht genau bekannte Mechanismen zur Freisetzung von Cytochrom c und anderen pro- apoptotischen Faktoren wie Smac/DIABLO aus den Mitochondrien in das Zytoplasma (ZIMMERMANN et al. 2001). Dieser Weg kann ausgelöst werden durch Tumor- Suppressoren, wie beispielsweise p53, einem Transkriptionsfaktor, der durch Schädigung der DNA aktiviert wird. p53 stimuliert die Expression pro-apoptotisch wirkender Mitglieder der
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Bcl-2 Familie (z. B. Bax, Bad). Diese führen dann zur Freisetzung der pro-apoptotischen Faktoren– wie etwa Cytochrom c – aus dem mitochondrialen Intermembranraum. Es wirken jedoch viele toxische Substanzen wie z.B. Chemotherapeutika auch direkt auf die Mitochondrien und können so den intrinsischen Weg der Apoptose induzieren. Durch die Bindung von Cytochrom c und dATP an Apaf-1 (apoptotischer Protease-Aktivierungsfaktor- 1) wird eine Konformationsänderung des Proteins verursacht. Durch diese Konformationsänderung wird die Proteinbindedomäne CARD (Caspase-Rekrutierungs- Domäne) von Apaf-1 zugänglich, so dass sie an die CARD Domäne der Procaspase-9 binden kann. Die Bildung dieses Heterodimers ist eine Voraussetzung für die autolytische Aktivierung der Caspase-9. Dieser Komplex wird Apoptosom genannt und stellt die aktive Form der Caspase-9 dar. Analog zu Caspase-8 beim extrinsischen Weg initiiert aktive Caspase-9 die Caspase-Kaskade. Eine Signalverstärkung dieses Weges wird innerhalb der Caspase-Kaskade durch Caspase-7 vermittelt, welche nicht nur Substrate spaltet, die an der Ausführung der Apoptose beteiligt sind, sondern ihrerseits auch die Caspase-9 aktiviert (ZIMMERMANN et al. 2001; HENGARTNER 2000; KUMAR et al. 2005).
Der extrinsische Weg wird durch Ligandenbindung an einen Todesrezeptor der TNF- Rezeptorfamilie z.B. Fas (CD95) eingeleitet. Ferner unterscheidet man zwischen aktiver (durch Aktivierung von Rezeptoren induziert) und passiver (ausgelöst durch Entzug von Wachstumsfaktoren z. B. Neurotrophine) Apoptose. Die sogenannten Todesrezeptoren besitzen in ihrem zytoplasmatischen Teil eine Todesdomäne (DD, „death domain“). Liganden sind zum Beispiel der Tumornekrosefaktor (TNF) oder Fas-Ligand (FasL) und andere Zytokine. Durch die induzierte Trimerisierung des Rezeptors bilden die Todesdomänen eine Struktur, an die nun Adaptermoleküle mit eigener Todesdomäne binden können. In einem ersten Schritt wird das „TNF-Rezeptor assoziierte Protein“ (TRADD) rekrutiert.
Anschließend bindet an die DD des TRADD das „Fas assoziierte Protein mit Todesdomäne“
(FADD). FADD besitzt neben der DD auch eine Todeseffektordomäne (DED, „death effector domain“), über welche sich die proCaspase-8 mit ihrer DED an den Komplex bindet. Diese kann sich nun durch die entstandene hohe lokale Konzentration autokatalytisch aktivieren.
Die aktive Caspase-8 löst ihrerseits die Caspase- Kaskade aus, wodurch in einer signalverstärkenden Rückkopplung weitere Caspase-8-Moleküle aktiviert werden und es
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letztendlich zu einer Aktivierung der Caspase-3 kommt (HENGARTNER 2000;
ZIMMERMANN et al. 2001; KUMAR et al. 2005).
2.5.1 Caspase-3
Die häufigste Caspase in der Zelle ist die Caspase-3. Die Caspase-3 ist hauptverantwortlich für die Mehrheit der apoptotischen Effekte, unterstützt wird sie dabei von der Caspase-6 und - 7 (ZIMMERMANN et al. 2001). Diese Effektorcaspasen führen zum apoptotischen Tod der Zelle. Sie aktivieren einerseits sekundäre Zielproteine (z. B. Caspase- aktivierte DNase, CAD, oder andere Caspasen) durch limitierte Proteolyse. Andererseits sind sie selbst aktiv am Abbau von Lamin (in der Zellkernmembran) und Actin (Teil des Zytoskeletts) beteiligt. Ein weiterer Aspekt ist die caspasevermittelte Unterdrückung der DNA-Reparatur (HENGARTNER 2000) Die Wege, die zu einer Aktivierung der Caspase-3 führen, können von der Cytochrom c Freisetzung aus den Mitochondrien und der Caspase-9 Funktion sowohl abhängig als auch unabhängig sein (PORTER u. JÄNICKE 1999). Caspase-3 ist essentiell für die normale Gehirnentwicklung. Caspase-3 knock-out Mäuse werden nur wenige Wochen alt.
Interessanterweise sind bei diesen Mäusen die Folgen des Fehlens von programmiertem Zelltod in Form einer Hyperplasie nur im Gehirn zu sehen, jedoch nicht in den anderen Organen. Die obengenannten Autoren sehen dies eventuell als Hinweis, dass die Caspase-3 im Zentrum eines essentiellen neuralen Todeswegs liegt (PORTER u. JÄNICKE 1999).
Caspase-3 ist als Vorstufe im Zytoplasma vorhanden und wird durch autoproteolytische Spaltung oder durch die Spaltung einer oder mehrerer Proteasen in das aktive heterotetramerische Enzym überführt. Die nicht-aktive Vorstufe der Caspase-3 besteht aus einer Prodomäne und einer grossen p17- und einer kleinen p12- Untereinheit. Bei der Aktivierung der Caspase-3 wird die Prodomäne abgespalten und die zwei Untereinheiten verbinden sich jeweils zu einem Molekül. So entsteht das (p17/p12)2 Tetramer mit einem Molekulargewicht von 52 kDa (TAWA et al. 2004).
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2.6 Proliferation und Apoptose in der Synovialmembran und im Kreuzband
Beim Menschen gibt es vor allen Dingen bei Patienten mit rheumatoider Arthritis oder Osteoarthritis mehrere Untersuchungen über die Proliferationsaktivität von Entzündungszellen wie B- und T-Lymphozyten und der Synovialdeckzellen in der Synovialmembran.
Bei Hunden mit Synovialitiden liegen bisher keine Erkenntnisse über die Proliferationsaktivität von B- und T-Lymphozyten vor und ebenso nicht über die Proliferationsaktivität der Synovialdeckzellen. Die Apoptose wurde bisher beim Hund nur im Kreuzband untersucht und nicht in der Synovialmembran.
2.6.1 Proliferation der B-Lymphozyten in der Synovialmembran bei der Osteoarthritis und der rheumatoiden Arthritis des Menschen
Plasmazellen und B-Lymphozyten bilden bei der rheumatoiden Arthritis des Menschen eine konstante und dominierende Komponente des Entzündungszellinfiltrates (MAGALHĂES et al. 2002). In einer immunhistochemischen Analyse über proliferierende und Antigen- präsentierende Zellen in der Synovialmembran bei Menschen mit rheumatoider Arthritis zeigten KRENN et al. (1996), dass proliferierende B-Zellen in Sekundärfollikeln, in kleinen follikulären Aggregaten mit dendritischen Retikulumzellen und nahe der synovialen Intima vorhanden sind. Auffallend war dabei, dass die B- und T-Lymphozytenproliferation in Anwesenheit von follikulären dendritischen Retikulumzellen und interdigitierenden dendritischen Zellen geschieht. Die Autoren stellten die Vermutung an, dass die Synovialmembran als Ort für Antigen- abhängige Proliferation und Maturation von B-und T- Lymphozyten fungieren könnte. In den vergangenen Jahren zeigte sich, dass in der Synovialmembran bei 10-23% der Fälle mit rheumatoider Arthritis lymphatische Follikel mit sogenannten Keimzentren vorhanden sind und dass B-Lymphozyten in der Lage sind, eine lokale Keimzentrumsreaktion zu begehen. Dabei werden in der Synovialmembran naive B- Zellen von einem unbekannten Antigen aktiviert und differenzieren sich lokal in Plasmazellen (KIM et al. 1999; MAGALHĂES et al. 2002).
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Die Osteoarthritis ist im Gegensatz zur rheumatoiden Arthritis durch eine nicht follikuläre Entzündungsinfiltration und eine charakteristische Anordnung von Lymphozyten und Plasmazellen gekennzeichnet. Gegenstand der Untersuchungen von KRENN et al. (1999) war die Klärung der Frage, ob die Akkumulationen von Plasmazellen und B-Lymphozyten auf lokaler Proliferation oder auf einer hämatogenen Einwanderung bereits aktivierter Zellen basieren. Die Autoren demonstrierten hochgradig mutierte VH Gene- von B-Lymphozyten aus der Synovialmembran von Patienten mit Osteoarthritis. Antigen-aktivierte B-Lymphozyten gehen mit einer somatischen Hypermutation der VH Gene einher. Die somatische Mutation der VH Gene erfordert eine Keimzentrumsreaktion wie zum Beispiel in Lymphknoten, jedoch sind bei der Osteoarthritis in der Synovialmembran keine Keimzentrum-ähnlichen Strukturen vorhanden. KRENN et al. (1999) zeigten zwei charakteristische Anordnungen der B- Lymphozyten auf. Zum einen wurden perivaskulär lokalisierte CD20 B- und CD4- und CD8- T-Lymphozyten von vorwiegend IgG- positiven Plasmazellen umgeben. In diesen Aggregaten waren sehr wenige proliferierende Zellen und gar keine follikulären dendritischen Zellen vorhanden. Zum anderen wurden Plasmazellen in der Nähe von Blutgefässen lokalisiert.
Aufgrund der nachgewiesenen hochgradig mutierten VH- Gene der B-Lymphozyten, der geringen Proliferationsaktivität in den lymphatischen Aggregaten und zugleich der charakteristischen Anordnung von B-Lymphozyten und Plasmazellen vermuten die Autoren, dass Aktivierung und Proliferation der Lymphozyten an einem anderen Ort als der Synovialmembran stattfindet und diese anschließend hämatogen in die Synovialmembran immigrieren und sich ohne weitere Proliferation direkt zu Plasmazellen differenzieren (KRENN et al. 1999). MAGALHĂES et al. (2002) unterscheiden eine Keimzentumsreaktion (maturativer Typ) von einer Nicht-Keimzentrumsreaktion (akkumulativer Typ) in der Synovialmembran. Die synovialen Keimzentren werden auch als ektopische lymphatische Follikel bezeichnet. Dabei gilt der maturative Typ als charakteristisch für die rheumatoide Arthritis, der akkumulative Typ kommt sowohl bei der rheumatoiden Arthritis als auch bei der Osteoarthritis vor.
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2.6.2 Proliferation von T-Lymphozyten in der Synovialmembran bei der rheumatoiden Arthritis des Menschen
KRENN et al. (1996) zeigten in einer immunhistochemischen Analyse über proliferierende und Antigen-präsentierende Zellen bei der rheumatoiden Arthritis des Menschen, dass proliferierende T-Zellen in T-Lymphozyten- Aggregaten, perivaskulär und sowohl in als auch nahe der Synovialdeckzellschicht vorhanden sind. Dabei vermuteten die Autoren, dass die perivaskuläre Region bei der rheumatoiden Arthritis möglicherweise den Ort der T- Lymphozytenaktivierung darstellen könnte. Die Tatsache, dass proliferierende T- Lymphozyten in und nahe der Synovialdeckzellschicht vorhanden sind, weist nach Meinung der Autoren auf eine Beziehung zwischen Synovialdeckzellen und T-Lymphozyten hin. Da Synovialdeckzellen charakteristische Eigenschaften von Antigen- präsentierenden Zellen aufweisen, könnte durch die Produktion von Zytokinen eine lokale Proliferation von den in die synoviale Intima einwandernden T-Lymphozyten hervorgerufen werden. Außerdem wiesen die Autoren eine deutliche Korrelation zwischen dem Auftreten proliferierender T- Lymphozyten und der Anzahl von Antigen- präsentierenden Zellen (interdigitierende dendritische Retikulumzellen) nach. SCHASER et al. (1996) demonstrierten, dass T-Zellen von Patienten mit rheumatoider Arthritis kaum Proliferationsaktivität zeigen.
2.6.3 Apoptose von synovialen T- und B-Lymphozyten beim Menschen
Apoptose und auch die Proliferation sind assoziiert mit der Homöostase im Gewebe oder im Immunsystem, genauso wie mit der Pathophysiologie von Autoimmunerkrankungen wie zum Beispiel der rheumatoiden Arthritis. Rheumatoide synoviale T-Zellen sind hoch empfänglich für anti-Fas monoklonale Antikörper (mAB). Dabei sind CD3+, CD4+ und CD45RO+ T-Zellen hoch sensitiv gegen anti-Fas mAB. Fas gehört zu der TNF- Todesrezeptorfamilie des extrinsischen Weges der Apoptose. Im Gegensatz dazu gehen bei der Osteoarthrose die synovialen T-Zellen keine Apoptose durch die Fas-Bindung ein (HASUNUMA et al. 1998).Bei der rheumatoiden Arthritis des Menschen zeigten SUGIYAMA et al. (1996), dass bcl-2, ein Inhibitor der Apoptose, hauptsächlich in follikulär angeordneten Lymphozyten auffindbar ist. Der Phänotyp der Lymphozyten wurde von den Autoren nicht identifiziert. In keinem ihrer Fälle konnten die Autoren Apoptose bei den infiltrierten Lymphozyten nachweisen.
