Untersuchungen über
altersassoziierte Veränderungen des
kaninen mukosalen Darmimmunsystems und zur Beteiligung von Mastzellsubtypen und Immunzellen
bei Hunden mit chronischen idiopathischen Darmentzündungen (IBD)
These
Zur Erlangung des Grades eines
DOCTOR OF PHILOSOPHY (PhD)
durch die Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover
Vorgelegt von Sven Kleinschmidt
aus Hamburg
Hannover 2007
Betreuungsgruppe: Prof. Dr. Marion Hewicker-Trautwein Prof. Dr. Ingo Nolte
Prof. Dr. Wolfgang Baumgärtner, PhD Prof. Dr. Michael Peter Manns
1. Gutachten: Prof. Dr. Marion Hewicker-Trautwein
Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, Institut für Pathologie, Deutschland
Prof. Dr. Ingo Nolte
Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, Klinik für Kleintiere, Deutschland
Prof. Dr. Wolfgang Baumgärtner, PhD
Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, Institut für Pathologie, Deutschland
Prof. Dr. Michael Peter Manns
Medizinische Hochschule Hannover, Zentrum Innere Medizin, Abteilung Gastroenterologie, Hepatologie und Endokrinologie, Deutschland
2. Gutachten: Prof. Dr. Manfred Reinacher
Justus-Liebig-Universität Giessen, Institut für Veterinär-Pathologie, Deutschland
Datum der mündlichen Prüfung: 19.11.2007
Diese Arbeit wurde gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (HE 1548/4-1, 4-2).
Meiner Familie und
Conny
„Die Human- und die Veterinärmedizin sind bei uns gut ausgebaut, aber wer behandelt eigentlich den inneren Schweinehund?“
Gerhard Kocher
Retrospective study on the diagnostic value of full-thickness biopsies from the stomach and intestines of dogs with chronic gastrointestinal disease symptoms.
Vet. Pathol. 43, 1000-1003.
Brellou, G. D., S. Kleinschmidt, F. Meneses, I. Nolte u. M. Hewicker-Trautwein (2006):
Eosinophilic granulomatous gastroenterocolitis and hepatitis in a 1-year-old male Siberian Husky.
Vet. Pathol. 43, 1022-1025.
Kleinschmidt, S., F. Meneses, I. Nolte u. M. Hewicker-Trautwein (2007):
Distribution of mast cell subtypes and immune cell populations in canine intestines:
Evidence for age-related decline in T cells and macrophages and increase of IgA-positive plasma cells.
Res. Vet. Sci. 84, 41-48.
Kleinschmidt, S., F. Meneses, I. Nolte u. M. Hewicker-Trautwein (2007):
Characterization of mast cell numbers and subtypes in biopsies from the gastrointestinal tract of dogs with lymphocytic-plasmacytic or eosinophilic gastroenterocolitis.
Vet. Immunol. Immunopathol. 120, 80-92.
Kleinschmidt, S., F. Meneses, J. Zentek, I. Nolte u. M. Hewicker-Trautwein:
Pathomorphologische Befunde an transmuralen Magen-Darm-Bioptaten von Hunden mit chronischer gastrointestinaler Symptomatik.
IN: Abstracts der 48. Tagung der Fachgruppe „Pathologie“ in der Deutschen Veterinärmedizinischen Gesellschaft, 17.-18.05.2005, Wuppertal, S. 12.
Kleinschmidt, S., F. Meneses, I. Nolte u. M. Hewicker-Trautwein:
Retrospective analysis of histopathological findings in full thickness biopsies from the stomach and intestines of dogs with chronic gastrointestinal disease symptoms.
IN: Proceedings of the 23rd Meeting of the European Society of Veterinary Pathology, Neapel, Italien, 07. – 10-.09.2005, S.89.
ISBN 88-7893-004-0
Kleinschmidt, S., G. D. Brellou, F. Meneses, I. Nolte u. M. Hewicker-Trautwein:
Eosinophile granulomatöse Gastroenterokolitis und Hepatitis bei einem einjährigen Sibirischen Husky.
IN: Abstracts der 49. Tagung der Fachgruppe „Pathologie“ in der Deutschen Veterinärmedizinischen Gesellschaft, 18.-19.04.2006, Berlin, S. 20.
Kleinschmidt, S., E. M. Beckold, A. Krengel, J. P. Brettschneider, M. Hewicker-Trautwein u. P. Wohlsein (2006):
Primäres nicht-epitheliotropes gastrointestinales T-Zell-Lymphom und lympho- plasmazelluläre Gastrokolitis bei einem Hund.
Kleintierpraxis 51, 129-184.
Baum, B., F. Meneses, S. Kleinschmidt, I. Nolte u. M. Hewicker-Trautwein (2007):
Age-related histomorphologic changes in the canine gastrointestinal tract: A histologic and immunohistologic study.
World J. Gastroenterol. 13, 152-157.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung ...1
1.1 Histologie des kaninen Gastrointestinaltraktes...1
1.1.1 Magen...1
1.1.2 Mitteldarm...2
1.1.2.1 Duodenum ...3
1.1.2.2 Jejunum ...3
1.1.2.3 Ileum ...3
1.1.3 Enddarm und Canalis analis...4
1.1.3.1 Caecum ...4
1.1.3.2 Kolon...4
1.1.3.3 Rektum ...5
1.1.3.4 Canalis analis ...5
1.2 Das Darm-Immunsystem und orale Toleranz...5
1.2.1 Abwehrmechanismen ...5
1.2.2 Verteilung von Immunzellen in der Lamina propria mucosae ...9
1.2.3 Alters-assoziierte Veränderungen des Darmschleimhautimmunsystems...10
1.3 Chronische idiopathische Darmentzündungen des Hundes ...12
1.3.1 Histopathologische Diagnostik gastrointestinaler Erkrankungen ...12
1.3.1.1 Gewinnung gastrointestinaler Biopsien...12
1.3.1.2 Histopathologische Beurteilung gastrointestinaler Biopsien...14
1.3.2 Klassifikation der Inflammatory Bowel Disease Formen ...14
1.3.2.1 Lympho-plasmazelluläre Enteritis (LPE) ...15
1.3.2.2 Lympho-plasmazelluläre Kolitis (LPK) ...16
1.3.2.3 Eosinophile Gastroenteritis, Enteritis, Enterokolitis und Kolitis ...16
1.3.2.4 Eosinophile granulomatöse Gastroenteritiden ...17
1.3.2.5 Histiozytäre ulzerative Kolitis des Boxers ...18
1.3.2.6 Granulomatöse Enteritis, Kolitis und Enterokolitis ...19
1.3.2.7 Transmurale granulomatöse Enterokolitis...19
1.3.2.8 Immunproliferative Enteropathie des Basenjis...19
1.3.2.9 Diarrhö-Syndrom des norwegischen Lundehundes ...20
1.3.3 Pathogenese der kaninen Inflammatory Bowel Disease...20
1.3.3.1 Autoimmunität...21
1.3.3.2 Genetische Einflüsse ...22
1.3.3.3 Futtermittelassoziierte Einflüsse ...22
1.3.3.4 Pathogene Mikroorganismen ...23
1.3.3.5 Physiologische enterale mikrobielle Flora...24
1.3.3.6 Parasiten...24
1.3.3.7 Immunpathogenese der chronischen idiopathischen Darmentzündungen des Hundes ...25
1.4 Mastzellen ...26
1.4.1 Entwicklung ...27
1.4.2 Rolle von Mastzellen bei Hypersensitivitätsreaktionen ...27
1.4.3 Mastzellheterogenität...28
1.4.4 Mediatoren und Proteasen von Mastzellen...28
1.4.5 Färbe- und Fixiertechniken für kanine Mastzellen ...32
1.4.6 Vorkommen von Mastzellen im normalen kaninen Gastro- intestinaltrakt und bei kaniner Inflammatory Bowel Disease...32
1.5 Ziele dieser Studie ...33
2. Veröffentlichungen...35
2.1 Distribution of mast cell subtypes and immune cell populations in canine intestines: Evidence for age-related decline in T cells and macrophages and increase of IgA-positive plasma cells...35
2.2 Retrospective study on the diagnostic value of full-thickness biopsies from the stomach and intestines of dogs with chronic gastrointestinal disease symptoms ...48
2.3 Eosinophilic granulomatous gastroenterocolitis and hepatitis in a
1-year-old male Siberian husky ...53
2.4 Characterization of mast cell numbers and subtypes in biopsies from the gastrointestinal tract of dogs with lymphocytic-plasmacytic or eosinophilic gastroenterocolitis...58
3. Diskussion ...71
3.1 Altersasssoziierte Veränderungen am kaninen intestinalen Schleimhautimmunsystem...72
3.2 Retrospektive Untersuchungen zum diagnostischen Stellenwert transmuraler Biopsien aus dem Magen-Darmtrakt von Hunden mit chronischen gastrointestinalen Symptomen ...78
3.3 Quantifizierung und Phänotypisierung von Mastzellsubtypen bei kaniner lympho-plasmazellulärer Enteritis bzw. Kolitis und eosinophiler Gastroenterokolitis...83
4. Literatur ...90
5. Anhang ...109
5.1 Zusammenstellung der untersuchten Hunde ...109
5.2 Abkürzungen ...114
6. Zusammenfassung...116
7. Summary ...119
8. Danksagung ...122
1. Einleitung
1.1 Histologie des kaninen Gastrointestinaltraktes
Der Gastrointestinaltrakt (GIT) vollzieht Nahrungsaufnahme, mechanische Zerkleinerung, chemische Aufschließung sowie Resorption der Ingesta (SCHUMMER u. HABERMEHL 1995). Er dient weiterhin der Ausscheidung unverdaulicher Bestandteile der Nahrung sowie der Entledigung von Stoffwechselendprodukten. Der Verdauungstrakt reicht von der Mundöffnung bis zum After und setzt sich überwiegend aus einer dreischichtigen Wand zusammen: Der Schleimhaut (Tunica mucosa), der Muskelhaut (Tunica muscularis) und der Bindegewebshaut (Tunica adventitia) bzw. in den Körperhöhlen aus dem Brust- bzw.
Bauchfell (Tunica serosa). Der GIT wird untergliedert in Kopf-, Vorder-, Mittel-, und Enddarm sowie Canalis analis (SCHUMMER u. HABERMEHL 1995). Der Kopfdarm wird untergliedert in die Mund- und Schlundkopfhöhle, während der Vorderdarm sich aus der Speiseröhre, Ösophagus und dem Magen (Ventriculus) zusammen setzt (SCHUMMER u.
HABERMEHL 1995).
1.1.1 Magen
Der Magen dient der Speicherung und Andauung der Nahrung mittels Pepsin und Salzsäure (SCHUMMER u. HABERMEHL 1995). Der Hund hat einen einhöhligen Magen, welcher komplett mit einem einschichtigen Zylinderepithel ausgekleidet ist (sogenannter einfacher Magen). Das drüsige Epithel lässt sich untergliedern in eine Kardia-, Fundus- und Pylorusdrüsenzone (SCHUMMER u. HABERMEHL 1995). Die Wand des Magens sowie des Mittel- und Enddarms besteht vom Lumen nach außen aus der Tunica mucosa, Tela sumucosa (kurz: Submukosa), Tunica muscularis, Tela subserosa und Tunica serosa. Die Tunica mucosa setzt sich zusammen aus dem Epithelium mucosae und der Lamina propria mucosae (kurz: Lamina propria). Letztere wird gegenüber der Tela submucosa abgegrenzt durch die Lamina muscularis mucosae (LIEBICH 1993). Die Tunica muscularis besteht aus einer inneren zirkulären Muskelschicht (Stratum circulare) und einer äußeren Längsmuskelschicht (Stratum longitudinale). Auch die Tunica serosa lässt sich untergliedern, nämlich in die Lamina propria serosae und in das Mesothelium
serosae (LIEBICH 1993). Die Magenschleimhaut (Tunica mucosa gastrica) legt sich mit Teilen der Submukosa in Falten (Plicae gastricae). Weiterhin liegt ihr eine diffuse Felderung (Areae gastricae) zugrunde, von der aus Magengrübchen (Foveolae gastricae) in die Tiefe ziehen (LIEBICH 1993). Das hochprismatische Epithel produziert einen hochviskösen Schleimfilm, welcher vor Einwirkung der Magensäure schützt. Die Epithelzellen der Kardia sind durch exokrine Produktion eines alkalischen, schleimigen, Lysozym enthaltenden Sekretes gekennzeichnet. Das Epithel der Fundusdrüsen lässt sich untergliedern in Neben-, Haupt- und Belegzellen. Die Nebenzellen produzieren einen sauren Schleim zur Protektion gegenüber der Salzsäureeinwirkung, während die Hauptzellen Pepsinogen und Lipase produzieren. Die Belegzellen bilden Salzsäure und einen Intrinsic-Factor zur Absorption von Vitamin B12 (LIEBICH 1993). Ähnlich dem Kardiadrüsenepithel sezerniert das Pylorusdrüsenepithel ein schleimiges Sekret, welches unter anderem Lysozym enthält. Intraepithelial zwischengelagert sind ihnen sogenannte G-Zellen, die Gastrin an Blutgefäße abgeben, welches zur Stimulation der Belegzellen dient (LIEBICH 1993).
1.1.2 Mitteldarm
Der Mitteldarm ist der sogenannte Dünndarm (Intestinum tenue). Er setzt sich aus dem Zwölffingerdarm (Duodenum), dem Leerdarm (Jejunum) und dem Hüftdarm (Ileum) zusammen (SCHUMMER u. HABERMEHL 1995). Versorgt wird der Mitteldarm durch die kraniale Arteria mesenterica (SCHUMMER u. HABERMEHL 1995). Die Schleimhaut dient der Verdauung der Futterinhaltsstoffe sowie der Absorption der gespaltenen Nahrungsbestandteile (STROMBECK 1996). Weiterhin wird der Nahrungsbrei in Richtung Enddarm transportiert (STROMBECK 1996). Längs zur Querachse des Darmtraktes treten Falten (Plicae circulares) auf, die von kranial nach kaudal allmählich an Höhe verlieren.
Die Schleimhaut bildet sogenannte Dünndarmzotten (Villi intestinales) aus, die fingerförmige Ausstülpungen der Lamina propria darstellen. Die Epithelzellen selbst besitzen zur Vergrößerung der Resorptionsfläche einen Mikrovillibesatz. Neben den Villi intestinales gibt es auch Einstülpungen der Mukosa durch die sogenannten Darmdrüsen (Glandulae intestinales, Lieberkühn-Drüsen, Krypten). An ihrem Grunde vollzieht sich die permanente mitotische Teilung der Epithelzellen, welche dann Richtung Zottenspitze
geschoben werden, um laufend abgeschilferte Epithelzellen der Zottenwand zu ersetzen.
Die Epithelzellen lassen sich untergliedern in hochprismatische Enterozyten und in Becherzellen. Die Enterozyten besitzen den genannten Mikrovillisaum, und ihre Aufgabe besteht unter anderem in der enzymatischen Zerlegung und Absorption der Nahrungspartikel. Die Becherzellen, in ihrer Zahl entlang des Dünndarms von kranial nach kaudal zunehmend, produzieren einen glykoprotein- und glykolipidreichen Schleim, welcher zytoprotektiv gegenüber enzymatischer Eigenverdauung schützt. In den Drüsenschläuchen treten zahlreiche endokrin aktive Zellen auf. Ihre Wirkstoffe nehmen hemmenden oder fördernden Einfluss auf die Abgabe von Verdauungsenzymen und auf die Darmmotorik (LIEBICH 1993). Der Wandaufbau entspricht dem des Magens.
1.1.2.1 Duodenum
Das Duodenum weist am wenigsten Becherzellen auf und wird definiert durch das Auftreten von Glandulae submucosae (Brunner-Drüsen). Sie befinden sich in der Submukosa und erstrecken sich beim Hund lediglich auf einer Länge von bis zu 2 cm. Sie produzieren ein visköses, schleimiges Sekret, welches reich an Glykoproteinen ist. Dieser alkalische Schleim (pH-Wert 8-9) dient der Pufferung des sauren Magensaftes und schafft für die intestinalen pankreatischen Enzyme ein optimales Wirkungsspektrum (LIEBICH 1993). Das Duodenum des Hundes ist je nach Rasse 0,2 bis 0,6 Meter lang (SCHUMMER u. HABERMEHL 1995).
1.1.2.2 Jejunum
Gegenüber dem Duodenum nimmt beim Jejunum die Zahl an Becherzellen zu. Es beginnt kaudal der Plica duodenocolica und endet kranial der Plica ileocaecalis (SCHUMMER u.
HABERMEHL 1995). Das Jejunum ist mit dem Ileum zusammen 1,6 bis 4,2 Meter lang.
1.1.2.3 Ileum
Kaudal der Plica ileocaecalis beginnt das Ileum, welches mit dem Ostium ileale im Dickdarm endet (SCHUMMER u. HABERMEHL 1995). Im Vergleich zu den zuvor
genannten Dünndarmabschnitten sind die Zotten im Ileum kürzer, und die Zahl der Becherzellen nimmt weiter zu. In der Submukosa sind sogenannte Noduli lymphatici aggregati (Peyersche Platten) eingelagert, welche sich oft kuppelartig in das Darmlumen vorwölben (LIEBICH 1993).
1.1.3 Enddarm und Canalis analis
Der Enddarm (Dickdarm, Intestinum crassum) lässt sich untergliedern in den Blinddarm (Caecum), den Grimmdarm (Kolon) und den Mastdarm (Rectum). Seine Blutversorgung erfolgt über die kraniale und kaudale Arteria mesenterica (SCHUMMER u. HABERMEHL 1995). Wesentliche Funktionen des Dickdarms sind die Absorption von Wasser und Elektrolyten im Austausch gegen Kalium und Bikarbonat sowie die vorübergehende Lagerung des Inhalts und Entledigung des selbigen (STROMBECK 1996; SHERDING 2003). Unverdaute Bestandteile werden durch kohlenhydrat- und proteinspaltende Darmbakterien und Protozoen weiter zerlegt und durch den Darm absorbiert. Der eingedickte Darminhalt wird durch den Schleim der zahlreichen Becherzellen gleitfähig gemacht und als Kot ausgeschieden. Den einzelnen Dickdarmabschnitten fehlen die Darmzotten. In die Tiefe senken sich jedoch Glandulae intestinales. Das Epithel setzt sich aus Enterozyten und einer hohen Zahl an Becherzellen zusammen (LIEBICH 1993).
1.1.3.1 Caecum
Das Caecum beginnt mit dem Ostium ileale, hat eine Länge von 0,08 bis 0,3 Metern und stellt ein blind endendes Divertikel dar (SCHUMMER u. HABERMEHL 1995; JERGENS u.
WILLARD 2000).
1.1.3.2 Kolon
Das Kolon des Hundes ist unterteilbar in ein Colon ascendens, ein Colon transversum und ein Colon descendens (SCHUMMER u. HABERMEHL 1995). Inklusive des Rektums hat das Kolon eine Länge von 0,2 bis 0,6 Metern (SCHUMMER u. HABERMEHL 1995).
1.1.3.3 Rektum
Das Rektum schließt sich dem Colon descendens an, verläuft geradlinig unter der Wirbelsäule und mündet in den Afterkanal (Canalis analis) (SCHUMMER u. HABERMEHL 1995). Kurz vor der Einmündung erweitert sich das Darmrohr mehr oder weniger prominent zur Mastdarmampulle (Ampulla recti) (SCHUMMER u. HABERMEHL 1995).
1.1.3.4 Canalis analis
Der Afterkanal stellt das kurze Endstück des Darmrohres dar und mündet auf der Höhe des Afterkegels mit dem After (Anus) nach außen (SCHUMMER u. HABERMEHL 1995).
Seine epitheliale Auskleidung besteht aus kutaner Schleimhaut, die sich gegen die Schleimhaut des Rektums in der Linea anorectalis und gegen die Haut des Afters in der Linea anocutanea abgrenzt (SCHUMMER u. HABERMEHL 1995).
1.2 Das Darm-Immunsystem und orale Toleranz
1.2.1 Abwehrmechanismen
Generell lassen sich die Abwehrmechanismen des GITs untergliedern in mechanische und immunologische Verteidigungsmaßnahmen. Zu den mechanischen Abwehrmechanismen gehören die Peristaltik, eine intakte Darmmukosa sowie die Schleimproduktion durch Becherzellen. Die Peristaltik dient neben dem Nahrungsaufschluss auch der Entfernung des Darminhaltes, während die normale Darmmukosa dem Nahrungsaufschluss, der Nahrungsresorption und dem Schutz des Organismus gegen das Eindringen luminaler Mikroorganismen oder Antigene dient (GUILFORD 1996; JERGENS u. WILLARD 2000).
Immunologische Verteidigungsmechanismen setzen sich zusammen aus Komponenten des unspezifischen und spezifischen Immunsystems.
Im Rahmen der unspezifischen Immunabwehr werden oral aufgenommene Proteine komplett durch Pankreasenzyme zerlegt, so dass nur wenige intakte Proteine mit der Mukosa in Berührung kommen (ALLENSPACH u. GASCHEN 2003). Weiterhin erschweren eine intakte Schleimhaut sowie der ihr anliegende Schleimfilm den Kontakt
intestinaler Mikroorganismen mit der Darmmukosa. Auch die an der Oberfläche befindliche normale Bakterienflora dient dem Schutz, da sie eine Kolonisation der Mukosa durch pathogene Keime zu verhindern versucht, indem sie mit den pathogenen Mikroorganismen um Platz und Nahrungsmittel konkurriert oder Oberflächenrezeptoren, die zur Anheftung nötig sind, blockiert (WILLARD 1992). Ein weiterer unspezifischer Mechanismus ist das sezernierte Immunglobulin A (IgA), welches an der Schleimhautoberfläche und luminal Antigene bindet und somit Mikroorganismen am Eindringen in die Lamina propria hindert.
IgA wird durch Plasmazellen in der Lamina propria gebildet und im Kryptenbereich lumenwärts transportiert (JAMES 1993; MOSTOV 1994; BRANDTZAEG 1995). Weitere wichtige Bestandteile des unspezifischen Immunsystems sind die Lipopolysaccharid- erkennenden Toll-like Rezeptoren sowie NOD1 und NOD2 Rezeptoren, welche Proteine von Bakterienzellwänden detektieren (CAVE 2003). Sie bilden mit ihren Erkennungs- und Signaltransduktionsmechanismen eine Art Brücke zwischen unspezifischem und spezifischem Immunsystem.
Das spezifische Immunsystem wird durch das sogenannte Darm-assoziierte lymphatische Gewebe (GALT= gut-associated lymphoid tissue) repräsentiert (JERGENS u. WILLARD 2000). Es ist eines der größten immunologischen Organe des Körpers, macht etwa ein Viertel der Darmmasse aus und beinhaltet etwa 50 Prozent aller Lymphozyten des gesamten Organismus (BRANDTZAEG et al. 1989; JAMES 1993; ELWOOD u. GARDEN 1999; ALLENSPACH u. GASCHEN 2003). Es setzt sich aus aggregierten lymphatischen Geweben wie Mesenteriallymphknoten, Peyerschen Platten und Lymphfollikeln sowie aus nicht-aggregierten lymphatischen Zellen zusammen (ELWOOD u. GARDEN 1999). Neben intraepithelialen Lymphozyten (IEL) befinden sich in der Lamina propria als Hauptkomponenten des nicht-aggregierten GALTs T- und B-Lymphozyten, Mastzellen, Dendritische Zellen sowie neutrophile und eosinophile Granulozyten (JAMES 1993;
ELWOOD u. GARDEN 1999). Diese Zellen dienen der spezifischen Abwehr und bauen eine immunologische Toleranz gegenüber kommensalen Mikroorganismen sowie gegenüber Futtermittelantigenen auf. Bei den IELs des Hundes handelt es sich um eine heterogene Population von T-Lymphozyten (GERMAN et al. 1999b). Ihre T-Zellrezeptoren setzen sich aus αβ oder γδ Ketten zusammen (GERMAN et al. 1999b). IELs sind bei den meisten Spezies CD8-positiv, beim Hund jedoch nur zu einem geringen Anteil (GERMAN
et al. 1999b). Ihre Funktion beim Hund ist unklar, und da sie nur vereinzelt CD8-Moleküle exprimieren, ist fraglich, ob sie zytotoxische Eigenschaften besitzen wie dies von JERGENS et al. (1996) postuliert wird.
Bei einem adulten Tier werden nur ca. 0,002% aller mit der Nahrung aufgenommenen Antigene durch die Mukosa-Schranke geschleust (ALLENSPACH u. GASCHEN 2003).
Dieses erfolgt überwiegend durch phagozytierende M-Zellen, welche die Kuppel der Peyerschen Platten bilden (OWEN u. JONES 1974). Die so aufgenommenen Antigene werden durch M-Zellen auf Antigen-präsentierende Zellen innerhalb der Peyerschen Platte übertragen, die wiederum durch Antigenpräsentation T- und B-Zellen aktivieren und so zur Bildung von antigenspezifischen IgA-Antikörpern anregen. Neben M-Zellen sind auch Dendritische Zellen in der Lage Antigene aufzunehmen und zu präsentieren. Die orale Toleranz wird dabei überwiegend durch Suppressor-T-Zellen vermittelt. Sie dient dem Schutz des Immunsystems und des GITs vor überschießenden Immunreaktionen gegenüber den zahlreichen Antigenen im Darmlumen (JAMES 1993). Die normale Antwort des GALTs auf Antigene setzt sich aus einer primären, entzündungsfördernden T-Helfer- Zellen Typ 1 (TH1) Reaktion und einer sekundären, dominierenden durch T-Helfer-Zellen Typ 2 (TH2) vermittelten entzündungs-hemmenden und immunsuppressiven Immunreaktion zusammen, bei der das TH2 Zytokinspektrum eine Antwort auf ein bestimmtes Antigen vermittelt und die TH1 Antwort kontrolliert (ALLENSPACH u.
GASCHEN. 2003) (Abbildung 1). Dabei spielen insbesondere Interleukin-10 (IL-10), Transforming-Growth-Factor-β (TGF- β) und Interleukin-13 (IL-13) eine wesentliche Rolle.
Eine Antigenpräsentation ohne co-stimulatorische Signale (Oberflächenrezeptoren, Zytokine) führt weiterhin zur Deletion oder Anergie von Lymphozyten (ELWOOD u.
GARDEN 1999). Kommt es jedoch in irgendeiner Form zu einer Störung der mukosalen Barriere, so werden diese oralen Toleranzmechanismen beeinträchtigt. Durch erhöhten Antigeneinstrom in die Lamina propria reagieren vermehrt TH1 mit proinflammatorischen Zytokinen wie Interferon-γ (IFN-γ) und Tumor-Nekrose-Faktor-α (TNF-α). Durch die genannten Zytokine wird die bereits geschädigte Mukosa weiter zerstört (ALLENSPACH et al. 2003).
Abbildung 1: Orale Toleranz.
Antigen-Aufnahme erfolgt über M-Zellen (M) der Peyerschen Platten, aber auch durch Dendritische Zellen (APZ, Antigen präsentierende Zelle). Durch Antigen-Präsentation wird im Normalfall primär eine TH1 Antwort induziert (Interferon-γ, INF-γ; Tumor-Nekrose-Faktor-α, TNF-α). Diese entzündungs- fördernde Immunantwort wird gebremst durch regulatorische T-Zellen, welche anti-inflammatorische Zytokine (Transforming-Growth-Factor-β, TGF-β; Interleukin-10, IL-10) produzieren. Zusätzlich werden B-Zellen angeregt, antigen-spezifisches Immunglobulin A (sekretorisches IgA, sekr.
IgA) als Schutzmaßnahme für das Oberflächenepithel zu bilden.
Modifiziert nach
ALLENSPACH u. GASCHEN (2003)
1.2.2 Verteilung von Immunzellen in der Lamina propria mucosae
T-Lymphozyten der Lamina propria des Hundes nehmen in Richtung der Zottenspitzen an Dichte zu, während Plasmazellen sich vermehrt im Kryptbereich und kaum in der Zottenregion aufhalten (VAERMAN u. HEREMANS 1969; ELWOOD et al. 1997; GERMAN et al. 1999a). Die Gründe für dieses Verteilungsmuster sind unklar. Die T-Zellen der Lamina propria lassen sich, wie zuvor erwähnt, mittels Antikörper gegen CD3-Moleküle darstellen, wobei die meisten T-Zellen positiv für CD4-Moleküle sind (JERGENS et al.1996; ELWOOD et al. 1997; JERGENS et al. 1998; GERMAN et al. 1999a). Somit besteht ihr überwiegender Teil aus sogenannten T-Helfer-Zellen. GERMAN et al. (1999a) vermuten, dass sich im Kryptbereich CD4 positive T-Zellsubpopulationen vom TH2 Typ aufhalten, um dort mit B-Zellen zu interagieren, während CD4-positive T-Zellen vom TH1 Typ sich im Zottenbereich befinden. Weitere Subpopulationen der in der Lamina propria befindlichen T-Zellen sind positiv für CD8-Moleküle. Ob diese Zellen beim Hund eine ähnliche Funktion wie beim Menschen besitzen ist unklar (siehe auch: 1.2.1 Abwehrmechanismen). Im Dünn- und Dickdarm adulter Hunde kommen am häufigsten IgA produzierende Plasmazellen vor, gefolgt von Immunglobulin M (IgM) und G (IgG), während bei Hundewelpen IgM-produzierende Plasmazellen vorherrschen (VAERMAN u.
HEREMANS 1969; HART 1979; JERGENS et al. 1998). Die meisten B- und T-Zellen sind in der Lage, ein sogenanntes „Homing“ durchzuführen (JAMES 1993; ELWOOD u.
GARDEN 1999). Homing bedeutet, dass sie von den Peyerschen Platten (Induktionsseite), wo sie selektiv mit Antigenen konfrontiert und aktiviert werden, zur Lamina propria (Effektorseite) migrieren und dort spezifisch agieren und z.B. Antikörper produzieren oder infizierte Zellen töten (JAMES 1993; STOKES u. WALY 2006) (Abbildung 2). Im Darmtrakt gesunder adulter Hunde schwankt die Zahl an Plasmazellen, B- und T- Lymphozyten sowohl individuell als auch zwischen den einzelnen Darmabschnitten. So sind z.B. im Duodenum mehr IgA-positive Plasmazellen als im Ileum vorhanden (HART 1979; WILLARD u. LEID 1981; GERMAN et al. 1999a), während in unterschiedlichen Kolonabschnitten T-Zellen und Plasmazellen sich zahlenmäßig nicht voneinander unterscheiden (HART 1979; JERGENS et al. 1998).
Abbildung 2: Rezirkulation und Homing von Lymphozyten der intestinalen Mukosa.
B- und T-Lymphozyten (B bzw. T) vollziehen ein Homing durch die Interaktion von Homing-Rezeptoren und spezifischen Addressin-Molekülen an speziellen Venen (high endothelial venules, HEV). Ausgangspunkt ist die B- bzw. T-Zell-Aktivierung durch Antigenpräsentation in Peyerschen Platten (Induktorseite). Über Mesenteriallymphknoten zirkulieren die Lymphozyten zur Lamina propria mucosae (Effektorseite).
Antigenpräsentation kann zudem außerhalb der Peyerschen Platten erfolgen.
1.2.3 Alters-assoziierte Veränderungen des Darmschleimhautimmunsystems
Das Darmschleimhautimmunsystem von Menschen und Rhesusaffen (Macaca mulatta) unterliegt einem Alterungsprozess, was sich durch eine erhöhte Infektionsrate bei älteren
Modifiziert nach
ELWOOD u. GARDEN (1999)
Menschen bzw. durch eine verminderte antigenspezifische Produktion von IgA bei Affen äußert (TAYLOR et al. 1992; SCHMUCKER et al. 1996). Immunhistochemische Untersuchungen am Darm des Menschen zeigen, dass mit steigendem Alter IgA-positive Plasmazellen in der Lamina propria des Jejunums zunehmen, während intraepitheliale Lymphozyten abnehmen und IgM- und IgG-tragende Plasmazellen, eosinophile Granulozyten und Mastzellen in ihrer Zahl unverändert bleiben (ARRANZ et al. 1992). In der Lamina propria des Rektums des Menschen kommt es mit zunehmendem Alter zu einer Reduktion von T-Zellen und Mastzellen (DUNLOP et al. 2004). Im Gegensatz zu den bezüglich der Anzahl von IgA-positiven Plasmazellen genannten Befunde beim Menschen zeigen Untersuchungen an Ratten, dass die Zahl IgA-positiver Plasmazellen in der Lamina propria des Jejunums älterer Tiere abnimmt (SCHMUCKER et al. 1996). Da bei älteren Ratten die Abnahme von IgA-positiven Plasmazellen in der Lamina propria von einer zahlenmäßigen Zunahme dieses Zelltyps in den Peyerschen Platten begleitet wird, wird vermutet, dass die zahlenmäßige Abnahme von IgA-produzierenden Plasmazellen in der Lamina propria die Folge eines reduzierten Homing von Immunzellen sein könnte (SCHMUCKER 2002). Bislang haben sich nur wenige Studien mit Alterungsprozessen am Immunsystem des Hundes beschäftigt (STRASSER et al. 2000; GREELEY et al. 2001;
HEATON et al. 2002; HOGENESCH et al. 2004; BLOUNT et al. 2005; REIS et al. 2005).
In diesen Studien wurden Parameter des Blutes und/oder Speichels, wie z.B.
Konzentrationen von Leukozyten, Interleukin-2, γ-Globulin, Serum-IgA gemessen.
Parameter des GITs wurden jedoch nicht untersucht. Studien über altersassoziierte Veränderungen des kaninen Darmschleimhautimmunsystems gibt es bislang nur in Ansätzen. In einer Untersuchung über Immunzellpopulationen im Duodenum von Hunden mit verschiedenen Enteropathien, wie z.B. Antibiotika-responsive Diarrhö, Futtermittelassoziierte Diarrhö und chronischen idiopathischen Darmentzündungen, wurde eine Abnahme der in der Lamina propria befindlichen eosinophilen Granulozyten mit zunehmendem Alter beschrieben (GERMAN et al. 2001). In einer anderen Untersuchung wurde in der Lamina propria des Kolons eine Abnahme von IgA-produzierenden Plasmazellen mit zunehmendem Alter festgestellt (WILLARD et al. 1982). Die letztgenannte Studie ist aufgrund der geringen Anzahl untersuchter Probanden jedoch nur von begrenztem Aussagewert.
Untersuchungen über altersassoziierte histologische Veränderungen des kaninen GITs gibt es nur vereinzelt. So kommt es bei darmgesunden Hunden mit zunehmendem Alter zu einer Verdickung subepithelialer Schichten (BAUM et al. 2007). Weiterhin nimmt die Anzahl sich teilender Zellen in der Lamina propria und Lamina muscularis mucosae mit steigendem Alter ab, während die Proliferationsrate der Epithelzellen unverändert ist (BAUM et al. 2007).
1.3 Chronische idiopathische Darmentzündungen des Hundes
Unter dem Begriff der chronischen idiopathischen Darmentzündungen des Hundes, welche auch als „Inflammatory Bowel Disease“ (IBD) bezeichnet werden, ist eine Gruppe von heterogenen Darmerkrankungen zu verstehen, welche durch chronische (länger als 3 Wochen) persistierende und/oder intermittierende, klinische gastrointestinale Symptome gekennzeichnet ist. Diese Erkrankungen zeigen eine Reaktion gegenüber immunmodulatorischen Arzneimitteln (GUILFORD 1996; HALL u. SIMPSON 2000;SHERDING 2003). Pathologisch-histologisch liegt eine Entzündung vor, deren Ausgangspunkt die Lamina propria des GITs ist (JACOBS et al. 1990; JERGENS et al.
1992; GUILFORD 1996; HALL u. SIMPSON 2000; SHERDING 2003). IBD wird als eine der häufigsten Ursachen für chronischen Vomitus und Diarrhö des Hundes angesehen (HALL u. SIMPSON 2000; JERGENS u. WILLARD 2000; TAMS 2003). Die Diagnose
„IBD“ kann nur im Rahmen einer Ausschlussdiagnostik gestellt werden (JERGENS u.
WILLARD 2000; HALL et al. 2001; TAMS 2003).
1.3.1 Histopathologische Diagnostik gastrointestinaler Erkrankungen
1.3.1.1 Gewinnung gastrointestinaler Biopsien
Histopathologische Untersuchungen von Bioptaten aus dem GIT erkrankter Hunde sind ein wesentlicher Bestandteil der Diagnosefindung bei kaniner IBD. Wichtige Methoden zur Gewinnung von gastrointestinalen Biopsien sind die Endoskopie oder eine Laparotomie mit transmuraler Probenentnahme. Bei der Endoskopie handelt es sich um einen
minimalinvasiven Eingriff, wobei mehrere Proben aus dem Magen, aus dem proximalen Dünndarm und aus dem Kolon gewonnen werden können (VAN DER GAAG u. HAPPÉ 1990). Die gewonnen Biopsieproben bestehen in der Regel lediglich aus den oberflächlichen Anteilen der Darmwand und beschränken sich meist auf die Lamina propria bis hin zur Lamina muscularis mucosae (VAN DER GAAG u. HAPPÉ 1990;
WILLARD et al. 2001). Die Qualität endoskopisch gewonnener Proben ist häufig mangelhaft (VAN DER GAAG 1988). Der Vorteil einer Endoskopie liegt in der Minimalinvasivität der Methode sowie in der Möglichkeit, multiple Proben gewinnen zu können. Von Nachteil ist jedoch, dass in den tieferliegenden Bereichen der Darmwand befindliche, entzündliche oder neoplastische Prozesse nicht für die Probenentnahme zugänglich sind und somit häufig nicht erkannt werden. Eine der wichtigsten Differentialdiagnosen zur kaninen IBD ist das diffuse intestinale maligne Lymphom, welches in fortgeschrittenen Stadien durch eine über die Lamina muscularis mucosae hinausgehende und sich in tiefergelegene Wandschichten erstreckende Infiltration mit lymphoiden Tumorzellen gekennzeichnet ist (WILCOCK 1992; GUILFORD 1996; TAMS 2003). Für die histopathologische Diagnostik derartiger Fälle erweisen sich daher transmurale, also alle Anteile der Darmwand enthaltene Bioptate endoskopisch entnommenen Proben gegenüber meist als überlegen. Für die Gewinnung transmuraler Biopsien ist kein über den normalen Praxis-Alltag hinausgehendes Instrumentarium (z.B.
Endoskop) nötig, und die Qualität der Proben ist im Allgemeinen gut (VAN DER GAAG 1988; SHALES et al. 2005). Weiterhin können im Zuge einer Laparotomie zusätzlich Proben von anderen Organen wie Leber, Pankreas oder Mesenteriallymphknoten gewonnen werden und es kann eine Adspektion der Organe erfolgen (SHALES et al.
2005). Der wesentliche Nachteil besteht in dem hohen operativen Aufwand inklusive Narkose und darin, dass in der Regel nur ein Bioptat pro Darmabschnitt entnommen werden kann. Weiterhin ist eine Adspektion der luminalen Schleimhaut nicht möglich, und es besteht die Gefahr von Nahtdehiszenzen mit konsekutiver Peritonitis (SHALES et al.
2005).
1.3.1.2 Histopathologische Beurteilung gastrointestinaler Biopsien
Die definitive Diagnose einer IBD kann nur durch eine histopathologische Untersuchung von Magen-Darmbioposien gestellt werden (JERGENS 1999; HALL u. SIMPSON 2000).Es ist dabei essentiell, dass die klinischen Symptome mit den histopathologischen Befunden einer Gastroenteritis korrelieren und dass andere Ursachen einer chronischen mukosalen Entzündung ausgeschlossen werden (JERGENS 1999). Bis zum heutigen Zeitpunkt gibt es in der Veterinärpathologie kein einheitliches Schema zur histologischen Auswertung von gastrointestinalen Biopsien (WILCOCK 1992; WILLARD et al. 2002). Die histologische Beurteilung von Biopsien ist mehr oder weniger mit Subjektivität behaftet und variiert von Pathologe zu Pathologe (WILLARD et al. 2002). Die im einschlägigen Schrifttum publizierten Schemata zur Feststellung bzw. Gradeinteilung von LPE beim Hund beruhen im wesentlichen auf einer semiquantitativen Schätzung der Anzahl der in der Lamina propria vorhandenen Entzündungszellen (JACOBS et al. 1990; ROTH et al.
1990; JERGENS et al. 1992). Quantitative morphometrische Analysen, insbesondere unter Verwendung automatischer bzw. halb-automatischer computergestützter Systeme, können zu einer Objektivierung der Interpretation von Biopsien beitragen (JERGENS et al.
1996). Die Diagnose einer geringgradigen IBD, beruhend allein auf semiquantitativen Zellschätzungen ohne Berücksichtigung weiterer morphologischer Alterationen wie beispielsweise Zottenfusionen oder Epithelschädigungen, ist als fraglich anzusehen (GUILFORD 1996).
Da es, wie schon erwähnt, keine allgemeingültigen Standards für die Beurteilung von Veränderungen des GITs gibt, hat die World Small Animal Veterinary Association (WSAVA) 2004 die „Gastrointestinal Standardization Group“ mit dem Ziel gegründet, eine international einheitliche verbindliche Klassifikation für Hund und Katze zu erarbeiten (BILZER 2006). Die Ergebnisse sollen in Artikel- und Buchform sowie im Internet veröffentlicht werden (BILZER 2006).
1.3.2 Klassifikation der Inflammatory Bowel Disease Formen
Die Einteilung der chronischen idiopathischen intestinalen Entzündungen erfolgt aufgrund des vorherrschenden Entzündungszellinfiltrates und der betroffenen Darmlokalisation
(GUILFORD 1996; SHERDING 2003). Beim Hund werden folgende Formen unterschieden: lympho-plasmazelluläre Enteritis, lympho-plasmazelluläre Kolitis, eosinophile Gastroenteritis, eosinophile Kolitis, eosinophile granulomatöse Gastroenteritis, histiozytäre ulzerative Kolitis, granulomatöse Kolitis und transmurale granulomatöse Enterokolitis sowie das Diarrhö-Syndrom des Basenjis und des norwegischen Lundehundes.
1.3.2.1 Lympho-plasmazelluläre Enteritis (LPE)
Die LPE gilt als eine der häufigsten Ursachen für chronischen Vomitus und Diarrhö des Hundes und wird im Schrifttum als eine der häufigsten IBD Formen angesehen (HAYDEN u. VAN KRUININGEN 1982; JACOBS et al. 1990; JERGENS et al. 1992; CRAVEN et al.
2004). Eine Geschlechtsdisposition ist bislang nicht ermittelt worden, während Rasseprädispositionen für den Deutschen Schäferhund, den Shar Pei und den Boxer angegeben werden (VAN DER GAAG 1988). Betroffen sind in der Regel Hunde mittleren Alters oder ältere Tiere, jedoch können auch junge Hunde erkranken (VAN DER GAAG u.
HAPPÉ 1990; JERGENS et al. 1992). Histopathologisch ist die LPE gekennzeichnet durch eine erhöhte Anzahl von Lymphozyten und Plasmazellen in der Lamina propria des GITs mit einer verstärkten Infiltration der Zotten (HAYDEN u. VAN KRUININGEN 1982; LEIB et al. 1989; JACOBS et al. 1990; VIBE-PETERSEN 1991; JERGENS et al. 1992;
STONEHEWER et al. 1998; JERGENS et al. 1999). Insbesondere Plasmazellen sind in den Darmabschnitten gesunder Tiere nicht oder nur in geringen Zahlen in den Zottenspitzen zu finden. Bei geringgradigen Erkrankungen erscheint die Struktur des Oberflächenepithels normal, flacht sich jedoch mit zunehmender Schwere der Erkrankung ab, und es kann zu Fusionen und Verkürzungen von Darmzotten kommen (JACOBS et al.
1990). Auch die Kryptarchitektur verändert sich mit zunehmender Erkrankungsschwere:
Sie kann sich unorganisiert darstellen oder die Epithelzellen sind hypertrophiert. Zusätzlich zu der erhöhten zellulären Infiltration kann es zur Ödematisierung der Lamina propria mit geringgradigen Lymphangiektasien kommen. Fokale Erosionen mit Influx neutrophiler Granulozyten sind keine Seltenheit (JERGENS et al. 1992). Es wird vermutet, dass sich aus einer LPE ein malignes Lymphom entwickeln kann, welches zugleich die wichtigste
Differentialdiagnose darstellt (JACOBS et al. 1990; TAMS 2003). Weiterhin sind differentialdiagnostisch Infektionen mit Campylobacter spp., Giardien und Kryptosporidien sowie Futtermittelallergien auszuschließen (GUILFORD 1996).
1.3.2.2 Lympho-plasmazelluläre Kolitis (LPK)
Klinisch stellt sich die LPK als persistierende Diarrhö dar. Sie ist in ihrer Prävalenz ähnlich der LPE einzuordnen und wird als eine der häufigsten Entzündungsformen des kaninen Kolons beschrieben (NELSON et al. 1988; VAN DER GAAG 1988; WILCOCK 1992;
JERGENS et al. 1999). Eine Rasseprädisposition gibt es für den Deutschen Schäferhund und den Boxer, während eine Geschlechtsdisposition nicht bekannt ist. Am häufigsten erkranken jüngere Hunde bis hin zu Hunden mittleren Alters (JERGENS et al. 1992). Die Ätiologie der LPK ist unbekannt. Betroffene Kolonabschnitte weisen, ähnlich wie bei der LPE, eine Zunahme an Lymphozyten und Plasmazellen auf (ROTH et al. 1990; JERGENS et al. 1999). Es kommt zu Kryptepithelhyperplasien, Epithelzelldegenerationen, Erosionen und auch Ulzerationen (GUILFORD 1996; SHERDING 2003). Fibrosierungen der Lamina propria können ebenfalls auftreten (GUILFORD 1996; SHERDING 2003). Als wichtigste klinische und histopathologische Differentialdiagnose ist auch hier das maligne Lymphom zu nennen (SHERDING 2003).
1.3.2.3 Eosinophile Gastroenteritis, Enteritis, Enterokolitis und Kolitis
Im Vergleich zur LPE und LPK tritt die eosinophile Gastroenterokolitis (EGEK) weniger häufig auf. Eine Geschlechtsprädisposition ist bislang nicht nachgewiesen worden, während eine Rassedisposition beim Deutschen Schäferhund und beim Rottweiler vorliegen soll (VAN DER GAAG 1988). Laut Literatur sind häufig Hunde im Alter von 5 Jahren oder jünger betroffen (HAYDEN u. VAN KRUININGEN 1973; HILL u. KELLY 1974;
QUIGLEY u. HENRY 1981; VAN DER GAAG et al. 1983; JERGENS et al. 1992).
Hypersensitivitätsreaktionen könnten eine pathogenetische Grundlage der Erkrankung darstellen, wobei als Allergene Futterbestandteile oder Parasiten in Frage kommen (JOHNSON 1992; GUILFORD 1996). Allerdings reagieren nicht alle Patienten positiv auf
eine Eliminationsdiät oder auf eine anti-parasitäre Behandlung (JOHNSON 1992;
GUILFORD 1996). Fälle mit histologisch festgestellter eosinophiler Entzündung, bei denen keine Ursache nachgewiesen werden kann, werden dem Formenkreis der IBD zugeordnet. Bei der EGEK ist das Entzündungszellinfiltrat gemischtzellig mit einer dominierenden Population eosinophiler Granulozyten (EIKMEIER u. MANZ 1966;
HAYDEN u. VAN KRUININGEN 1973; LEGENDRE u. KREHBIEL 1973; HILL u. KELLY 1974; HAYDEN u. FLEISCHMAN 1977; VAN DER GAAG et al. 1983; VAN DER GAAG et al. 1988; VAN DER GAAG et al. 1990). Die diffus in der Lamina propria verteilten Infiltrate aus eosinophilen Granulozyten können sich über die Lamina propria hinaus in tiefere Schichten der Darmwand erstrecken. Eine mukosale Atrophie sowie Atrophien von Zotten können bei schwerer Erkrankung auftreten. Je nach dem welcher Abschnitt des GITs betroffen ist, liegt eine Gastroenteritis, eine Enterokolitis oder eine Kolitis vor. Bei einem Teil der Patienten ist eine Bluteosinophilie festzustellen. Differentialdiagnostisch müssen gastrointestinale Parasiten, Dirofilariosen, Futtermittelallergien und Mastzelltumore ausgeschlossen werden.
1.3.2.4 Eosinophile granulomatöse Gastroenteritiden
Die eosinophilen granulomatösen gastrointestinalen Entzündungen sind durch das Vorhandensein von Granulomen mit eosinophilen Granulozyten als dominierendem Zelltyp gekennzeichnet (VAN DER GAAG et al. 1987). Das Auftreten dieser Erkrankung ist selten und die erkrankten Tiere zeigen Vomitus und/oder Diarrhö (GUILFORD 1996). Betroffen sind Hunde jüngeren Alters, und für Rottweiler wird eine Rasseprädisposition vermutet (GUILFORD 1996). Klinisch kann eine Bluteosinophilie auftreten. Die Granulome lassen sich meist ultrasonographisch darstellen und mittels Endoskopie können fokale mukosale Verdickungen sichtbar sein (RODRIGUEZ et al. 1995; GUILFORD 1996). Häufig kommt es zur transmuralen Ausbreitung der Granulome mit der möglichen Folge einer Obstruktion (RODRIGUEZ et al. 1995; GUILFORD 1996). Differentialdiagnostisch abzugrenzen sind Neoplasien, viszerale Larva migrans und andere Ursachen granulomatöser Entzündungen wie beispielsweise die Phykomykose. Eosinophile kollagenolytische Granulome wurden für Huskies in der Haut, Maulhöhle und am Augenlid
beschrieben. Das Auftreten derartiger Veränderungen am GIT und an der Leber wurde erstmalig durch BRELLOU et al. (2006) beschrieben (Kapitel 2.2).
1.3.2.5 Histiozytäre ulzerative Kolitis des Boxers
Die histiozytäre ulzerative Kolitis des Boxers, auch granulomatöse Kolitis genannt, beschränkt sich auf den Dickdarm und ist gekennzeichnet durch ein gemischtzelliges Infiltrat, welches dominiert wird durch Makrophagen, die in der Periodic-acid-Schiff (PAS)- Reaktion ein positives Zytoplasma aufweisen (VAN KRUININGEN et al. 1965; GERMAN et al. 2000). Das PAS-positive, in Phagolysosomen der Makrophagen befindliche Material besteht aus lipidreichen, überwiegend Cholesterol-haltigen Membranen (VAN KRUININGEN 1975). Der Boxer besitzt für diese Erkrankung eine Prädisposition, wobei häufig junge Hunde betroffen sind (VAN DER GAAG 1988). Bei anderen Hunderassen tritt diese Erkrankung nur sporadisch auf (STOKES et al. 2001; TANAKA et al. 2003). In einigen Untersuchungen wurde das Vorhandensein von Bakterien innerhalb der betroffenen Mukosa beschrieben, enteropathogene Mikroorganismen wie z.B.
Salmonellen wurden jedoch nicht isoliert (VAN KRUININGEN et al. 1965; VAN KRUININGEN 1975; GOMEZ et al. 1977; HOSTUTLER et al. 2004). In älteren ultrastrukturellen Untersuchungen ergaben sich Hinweise auf eine aktive Phagozytose von Bakterien, welche Ähnlichkeiten mit Chlamydien aufwiesen (VAN KRUININGEN 1975). Da bis vor kurzem kein infektiöses Agens definitiv nachgewiesen werden konnte, wurde die histiozytäre ulzerative Kolitis als eine rassespezifische immunvermittelte Erkrankung unbekannter Ätiologie bezeichnet (SIMPSON et al. 2006). In neueren Untersuchungen wurden positive immunhistochemische Reaktionen mit einem polyklonalen Antikörper gegen Escherichia coli Antigene in Schnittpräparaten von 10 betroffenen Boxern beschrieben (VAN KRUININGEN et al. 2005). SIMPSON et al. (2006) wiesen bei 13 Boxern mittels in situ-Hybridisierung eine intramukosale Kolonisation durch Bakterien der Gattung Enterobacteriaceae nach. Weitere Untersuchungen, u.a. mittels PCR und Zellkulturen, identifizierten Escherichia coli als invadierenden Keim (SIMPSON et al.
2006). Dabei wies dieser Erreger starke Ähnlichkeiten mit einem Escherichia coli (LF82) Stamm auf, welcher häufig mit Morbus Crohn, eine der zwei Formen der IBD des Menschen, assoziiert ist (SIMPSON et al. 2006).
1.3.2.6 Granulomatöse Enteritis, Kolitis und Enterokolitis
Idiopathische granulomatöse Erkrankungen des kaninen GITs sind selten und sind durch eine Infiltration der Lamina propria mit Makrophagen gekennzeichnet, welche im Gegensatz zur histiozytären ulzerativen Kolitis nicht PAS-positiv sind (BROWN et al.
2007). Die Krankheitssymptome ähneln den zuvor genannten IBD-Formen. Wichtige Differentialdiagnosen sind Histoplasmose, Phykomykose oder intestinale Tuberkulose (GUILFORD 1996).
1.3.2.7 Transmurale granulomatöse Enterokolitis
Transmurale granulomatöse Enterokolitiden (Regionale Enteritis) sind beim Hund äußerst selten zu beobachten (GUILFORD 1996). Laut Literatur sind die betroffenen Hunde jünger als 4 Jahre und überwiegend männlichen Geschlechts (DIBARTOLA et al. 1982). Dabei kommt es in der Regel zu segmentalen Erkrankungen insbesondere des Ileums und Kolons. Klinisch kennzeichnend ist ein deutlicher Gewichtsverlust mit Vomitus, Hämatemesis und Obstipation als Folge einer luminalen Obstruktion (GUILFORD 1996).
Bei der abdominalen Palpation lassen sich eventuell abdominale Zubildungen ertasten, und bei der rektalen Exploration sind möglicherweise Strikturen oder mukosale Verdickungen festzustellen. Perianale Entzündungen können eine perianale Fistelbildung nach sich ziehen. Bei der Kolonoskopie kann eine diskontinuierliche mukosale Proliferation mit möglichen Ulzerationen und Lumeneinengung beobachtet werden.
Zusätzlich zu den für die granulomatöse Enteritis genannten Differentialdiagnosen muss an Neoplasien oder parasitäre Granulome gedacht werden (GUILFORD 1996).
1.3.2.8 Immunproliferative Enteropathie des Basenjis
Bei der immunproliferativen Enteropathie des Basenjis handelt es sich um eine chronische Diarrhö mit einem breiten Spektrum pathohistologischer Veränderungen (MacLACHLAN et al. 1988). Dazu zählen hypertrophische Gastropathien, atrophische Gastropathien, lymphozytäre Gastritiden und lympho-plasmazelluläre Enteritiden mit Zottenverkürzungen und -fusionen (MacLACHLAN et al. 1988). Die Infiltration der Lamina propria des
Dünndarms setzt sich überwiegend aus mononukleären Entzündungszellen zusammen.
Eine Beteiligung des Kolons bleibt jedoch aus. Die lympho-plasmazellulären Enteritiden des Basenjis sind gegenüber der LPE bei anderen Hunderassen durch schwerwiegendere Entzündungserscheinungen, Progressivität und ihre refraktäre Natur gekennzeichnet (GUILFORD 1996). Weiterhin liegen eine Hypergammaglobulinämie und ein erhöhter IgA- Serumspiegel vor. Die Ätiologie ist weitestgehend unbekannt, aufgrund des gehäuften Auftretens bei dieser Rasse werden jedoch genetische Faktoren im Zusammenspiel mit Umweltfaktoren vermutet. Eine Geschlechtsprädisposition ist nicht bekannt, und die meisten Hunde erkranken innerhalb der ersten 3 Lebensjahre.
1.3.2.9 Diarrhö-Syndrom des norwegischen Lundehundes
Kennzeichnend für das sogenannte Diarrhö-Syndrom der Lundehunde ist eine idiopathische lympho- oder plasmazelluläre Entzündung der Lamina propria des Dünndarms (FLESJA u. YRI 1977; LANDSVERK u. GAMLEM 1984; KOLBJORNSEN et al. 1994). Die Erkrankung unterscheidet sich von der LPE bei anderen Hunderassen lediglich durch die Rassedisposition und aufgrund ihrer progressiven Natur.
1.3.3 Pathogenese der kaninen Inflammatory Bowel Disease
Die auslösende Ursache der zum Formenkreis der kaninen IBD gehörenden Erkrankungen ist bis zum heutigen Tag nicht geklärt. Es wird ein Zusammenspiel von immunologischen, Umwelt- und genetischen Faktoren vermutet (GERMAN et al. 2003).
Als Umweltfaktoren werden dabei insbesondere Bakterien- und Futtermittelantigene genannt (GERMAN et al. 2003). Die Überlegung dass genetische Faktoren eine Rolle spielen könnten, ist von der Beobachtung abgeleitet, dass bestimmte Rassen vermehrt an kaniner IBD erkranken (GUILFORD 1996; JERGENS et al. 1999; GERMAN et al. 2003).
Untersuchungen über genetische Faktoren der kaninen IBD fehlen jedoch. Hinsichtlich der immunologischen Faktoren werden unter anderem Hypersensitivitätsreaktionen diskutiert (NELSON et al. 1988; GUILFORD 1996), wobei fraglich ist, ob Hypersensitivitätsreaktionen eine primäre Fehlfunktion des Immunsystems darstellen oder ob es sich um Epiphänomene als Folge des zerstörten mukosalen Epithels mit vermehrter
Exposition von Antigenen handelt (GUILFORD 1996). Ausgehend von einer möglichen gesteigerten mukosalen Permeabilität könnte eine Absorption intakter antigenetischer Makromoleküle in die Lamina propria eine gesteigerte und/oder verlängerte Immunantwort des Darmschleimhautimmunsystems hervorrufen (QUIGG et al. 1993; GUILFORD 1996;
RUTGERS et al. 1996; SORENSEN et al. 1997; SHERDING 2003; ULRICH et al. 2004;
ALLENSPACH et al. 2006). Dabei könnte die gesteigerte Permeabilität bei einer LPK durch Alterationen einzelner Komponenten der tight junctions ausgelöst werden (RIDYARD et al. 2007). Ob es sich dabei um krankheitsauslösende Veränderungen handelt oder ob es im Zuge einer bereits bestehenden Entzündung zu einer gesteigerten mukosalen Permeabilität kommt, ist unklar.
1.3.3.1 Autoimmunität
Ob autoreaktive Immunprozesse bei der kaninen IBD Ursache oder Folge der Entzündung sind bleibt zu klären. In einzelnen älteren Publikationen wird beschrieben, dass die Applikation eines Antiserums, hergestellt aus autologer Dickdarmmukosa, bei Hunden zu einer hämorrhagischen Diarrhö führte (LeVEEN et al. 1961; BICKS u. WALKER 1962).
Dabei zeigte die Mukosa eine Ödematisierung, multifokale hämorrhagische Nekrosen und eine erhöhte Anzahl neutrophiler Granulozyten. Weiterhin konnte eine schwache, persistierende Kolitis durch wiederholte Verabreichungen von autologem Kolonmaterial bei zwei Hunden ausgelöst werden (SHEAN et al. 1964). Leider wurde eine Aufreinigung der Proben nicht vorgenommen, so dass unklar bleibt, welcher Natur das auslösende Agens war (SHEAN et al. 1964). Neuere Untersuchungen über Autoantikörper gegen neutrophile Granulozyten zeigen ein vermehrtes Vorkommen dieser Autoantikörper bei Hunden mit futtermittelbedingter Enteritis (food-responsive diarrhea) und nur zu einem geringen Prozentsatz bei Hunden mit unbehandelter IBD (ALLENSPACH et al. 2004;
LUCKSCHANDER et al. 2006). Derartige Untersuchungen lassen jedoch keine Rückschlüsse über die mögliche Beteiligung von Autoimmunitätsreaktionen an der Pathogenese der kaninen IBD zu (siehe auch: 1.3.3.7 Immunpathogenese der chronischen idiopathischen Darmerkrankungen des Hundes).
1.3.3.2 Genetische Einflüsse
Da die histiozytäre ulzerative Kolitis beim Boxer gehäuft auftritt, ist für diese Hunderasse eine genetische Prädisposition anzunehmen. Aufgrund eines gehäuften Auftretens von LPE beim Basenji und beim norwegischen Lundehund, häufig in Kombination mit einer Protein-Verlust-Enteropathie (protein-losing enteropathy), liegt wahrscheinlich bei diesen beiden Rassen ebenfalls eine genetische Prädisposition vor.
1.3.3.3 Futtermittelassoziierte Einflüsse
Die Beschaffenheit der Nahrung hat einen großen Einfluss auf die Zusammensetzung der intestinalen mikrobiellen Flora und der zellulären Komponenten des GALTs (SMITH 1965;
FINEGOLD et al. 1974; BRUNS et al. 1977; EDWARDS et al. 1995). Veränderungen der Nahrung in ihrer Zusammensetzung können zur Modulation der morphologischen, physiologischen und immunologischen Funktion des GITs führen. Es hat sich gezeigt, dass es bei Hunden mit chronischer Kolitis zur Regression der Erkrankung kommen kann, wenn die Tiere eine spezielle Diät erhalten (NELSON et al. 1988; LEIB et al. 1989). Daher ist anzunehmen, dass futtermittelassoziierte Einflüsse zur Entstehung oder Unterhaltung der IBD beitragen können. Als Nahrungsmittelallergene gelten für den Menschen Proteine mit einem Molekulargewicht zwischen 10-70 Kilodalton (TAYLOR et al. 1987). Einzelne Antigene sind zudem resistent gegenüber Hitze-, Säure- und Proteaseneinwirkung (VERLINDEN et al. 2006). Bei Hunden mit Hypersensitivität gegenüber Futterbestandteilen wurden bislang Rinder- und Hühnerfleisch, Milch, Eier, Mais, Weizen und Sojabohnen als auslösende Antigene festgestellt (JEFFERS et al. 1996; WHITE 1998). Allerdings manifestieren sich Futtermittelallergien beim Hund größtenteils als allergische Dermatitis und führen nur in einem geringeren Prozentsatz zu Erkrankungen des GITs (FOSTER et al. 2003). Futtermittelallergien werden immer wieder als Ursache für die EGEK diskutiert, jedoch nur eine Eliminations- und/oder Provokationsdiät kann die Diagnose einer Futtermittelallergie bestätigen, da es keine pathognomonischen histologischen Veränderungen gibt (FOSTER et al. 2003; VERLINDEN et al. 2006). So ist bei Hunden, die sensitiv auf Futterbestandteile reagieren, in der Lamina propria des Darms ein variables histopathologisches Bild zu finden, welches von lympho-
plasmazellulären bis hin zu eosinophilen Infiltraten reicht (DAY 2005). Im Gegensatz zu idiopathischen chronischen Enteritiden des Hundes sind keine erhöhten Zellzahlen an CD4-positiven T-Zellen und IgA bzw. IgG positiven Plasmazellen festzustellen (GERMAN et al. 2001). Als immunologische Mechanismen für die Futtermittelallergie beim Hund werden Hypersensitivitätsreaktionen vom Typ I, III und IV vermutet (VERLINDEN et al.
2006). Die Beteiligung von Mastzellen als Haupteffektorzelle einer Typ I Hypersensitivitätsreaktion ist kennzeichnend für allergische Dermatitiden im Rahmen von Futtermittelallergien (DAY 2005; VERLINDEN et al. 2006). Systematische Untersuchungen über das Vorkommen und die Beteilung von Mastzellen bei Futtermittelassoziierten Entzündungen des GITs fehlen bislang.
1.3.3.4 Pathogene Mikroorganismen
Beim Morbus Crohn, einer der beiden IBD-Formen des Menschen, wurden diverse Erreger wie beispielsweise Mycobacterium avium spp. paratuberculosis, Fusobacterium varium und Escherichia coli nachgewiesen, und bei der Colitis ulcerosa, der zweiten IBD Form des Menschen, u.a. Streptococcus spp. und Bacillus spp. (CARTUN et al. 1993; LIU et al.
1995; OHKUSA et al. 2004). Weiterhin wurden u.a. Masern-Infektionen als auslösende Quelle diskutiert (EKBOM et al. 1994; GHOSH et al. 2001; FISHER et al. 2005). Über die ätiologische Rolle von Mikroorganismen in der Pathogenese der kaninen IBD wird seit langem spekuliert. Bei der histiozytären ulzerativen Kolitis des Boxers wurden von VAN KRUININGEN (1975) ultrastrukturell Chlamydophila-ähnliche Partikel beschrieben. In einer kürzlich veröffentlichten Arbeit wurde eine positive immunhistochemische Reaktion eines polyklonalen Antikörpers mit Escherichia coli Antigen nachgewiesen (VAN KRUININGEN et al. 2005). SIMPSON et al. (2006) beschrieben, dass eine selektive intramukosale Besiedlung mit invasiven Escherichia coli Bakterien mit der histiozytären ulzerativen Kolitis des Boxers assoziiert ist, wobei jedoch die mögliche Rolle dieses Erregers in der Pathogenese dieser Erkrankung bislang unklar ist. Generell ist es sowohl bei der IBD des Menschen als auch bei der kaninen IBD schwierig, reproduzierbare Nachweise eines bestimmten Agens zu erbringen (RICHTER 1992; GHOSH et al. 2001).
Unter anderem auch deshalb, weil unklar ist, ob es sich bei den nachgewiesenen
bakteriellen Erregern nicht lediglich um Kommensalen anstatt um primär pathogene Agenzien handelt.
1.3.3.5 Physiologische enterale mikrobielle Flora
Wie bereits erwähnt, geht man davon aus, dass die normale bakterielle Flora an der Verminderung der Besiedelung des GITs durch pathogene Mikroorganismen beteiligt ist.
Weiterhin stimuliert die bakterielle Flora die Peristaltik, führt zu einer Dickenzunahme der Mukosa, beschleunigt den Transit epithelialer Zellen von der Krypte zur Zotte mit der Folge einer gesteigerten Zellerneuerung und moduliert die Funktion der Enzyme des Mikrovillisaums. Zudem werden vermehrt intraepitheliale Lymphozyten rekrutiert und die Plasmazellzahl gesteigert. Aufgrund der vielfältigen Wechselwirkungen wird vermutet, dass eine Alteration der normalen residenten Flora zur Pathogenese der IBD beitragen kann. So ist bekannt, dass eine bakterielle Überwucherung des kaninen Dünndarms (small intestinal bacterial overgrowth, SIBO), das Bild einer LPE vortäuschen kann (BATT et al.
1983; LEIB 1987). Andererseits kommt es durch die Behandlung mit Probiotika zu einer Veränderung des Zytokinspektrums mit einer Zunahme anti-inflammatorischer Zytokine (SAUTER et al. 2005, 2006).
1.3.3.6 Parasiten
Auch die Besiedlung des GITs mit Parasiten kann zu entzündlichen Veränderungen führen. So kommt es bei einer Infektion des Kolons mit Trichuris vulpis zu Entzündungen mit Lymphozyten, Plasmazellen, eosinophilen Granulozyten oder Granulombildungen (GUILFORD 1996). Ähnlich sieht es bei einer Giardiose des Dünndarms aus. Damit stellen die genannten Parasiten eine wichtige Differentialdiagnose zur kaninen LPE oder LPK dar (GUILFORD 1996). Neben der verdächtigten Allergie gegenüber Nahrungsmitteln wird für die EGEK als auslösendes Agens auch eine viszerale Larva migrans verdächtigt (HAYDEN u. VAN KRUININGEN 1973).
1.3.3.7 Immunpathogenese der chronischen idiopathischen Darmentzündungen des Hundes
Hinsichtlich der Pathogenese der kaninen IBD wird vermutet, dass Hypersensitivitätsreaktionen eine besondere Bedeutung zukommt (NELSON et al. 1988;
GUILFORD 1996). Die EGEK ist möglicherweise die Folge einer durch Immunglobulin E (IgE) sensibilisierte Mastzellen vermittelten Hypersensitivitätsreaktion vom Typ I (Soforttyp, anaphylaktischer Typ) (JOHNSON 1992). Nach erneuter Konfrontation dieser Mastzellen mit dem Antigen kommt es durch Quervernetzung (sogenanntes
„bridging“) der gebundenen IgE-Moleküle zur Degranulation der Mastzellen. Neben den zahlreichen inflammatorischen Mediatoren wird dabei auch Eotaxin freigesetzt, was zur Anlockung eosinophiler Granulozyten führt. Degranulationsprodukte der Mastzellen und eosinophiler Granulozyten können dann zu massiven Schäden am Epithel bzw. der Lamina propria führen (JOHNSON 1992). Potentielle Antigene stammen möglicherweise von Pollen, intestinalen Parasiten oder Bakterien. Auch Futtermittelantigene können Auslöser der kaninen EGEK sein (siehe auch: 1.3.3.3 Futtermittelassoziierte Einflüsse).
Bei der Hypersensitivitätsreaktion vom Typ II (zytotoxischer Typ) kommt es durch die Aktivierung des Komplementsystems oder durch die Aktivierung zytotoxischer T-Zellen zur Lyse körpereigener Zellen, welche zuvor durch Antikörper opsoniert wurden (sogenannte antikörpervermittelte zelluläre Zytotoxizität). Bei der Typ III Hypersensitivitätsreaktion (Immunkomplextyp, Arthus-Typ) wird durch die Ablagerung von Immunkomplexen im Gewebe Komplement aktiviert, wodurch es zu einer konsekutiven Entzündung mit Gewebeschädigung kommt. Ob Typ II und/oder Typ III Reaktionen bei der kaninen IBD eine Rolle spielen ist unklar. Jüngere Untersuchungen haben gezeigt, dass Autoantikörper bei der kaninen IBD auftreten (siehe auch: 1.3.3.1 Autoimmunität). Welche Rolle sie spielen und ob sie nicht ein Epiphänomen darstellen ist unklar. Weiterhin ist unklar, ob die zahlreichen Plasmazellen bei der kaninen LPE/LPK Bestandteil einer Typ III oder IV Hypersensitivitätsreaktion darstellen.
Spezifisch sensibilisierte T-Lymphozyten sind die wichtigsten Zellen der Hypersensitivitätsreaktion vom Typ IV (verzögerter Typ, zellvermittelte Allergie).
Durch Antigen sensibilisierte T-Lymphozyten setzen bei erneutem Antigenkontakt
zahlreiche Zytokine frei, was zur Aktivierung bzw. Proliferation von Makrophagen und mononukleären Zellen führt sowie zu deren Wanderung an den Ort der Antigene (Chemotaxis). Aufgrund des histologischen Bildes ist es durchaus denkbar, dass bei der kaninen IBD Hypersensitivitätsreaktionen vom Typ IV eine Rolle spielen. So könnten die lympho-plasmazellulären Infiltrate der LPE/LPK ein TH1 dominiertes Entzündungszellinfiltrat widerspiegeln. Das Auftreten eines derartigen Zytokinspektrums wurde bei der kaninen LPK nachgewiesen (RIDYARD et al. 2002) allerdings existiert auch eine andere Veröffentlichung, in der ein gemischtes Zytokinspektrum gefunden wurde (GERMAN et al. 2000). Zudem wäre denkbar, dass granulomatöse Formen der kaninen IBD auf der Grundlage einer Typ IV Hypersensitivitätsreaktion entstehen.
Der Verlust oder die Beeinträchtigung der Suppressor-Funktion des GALTs mit konsekutivem Verlust der oralen Toleranz könnte ebenfalls Bestandteil der Pathogenese der kaninen IBD sein (GERMAN et al. 2003). Dadurch wäre es möglich, dass einzelne reaktive Lymphozyten eine Immunantwort initiieren oder unterhalten, die gegen bakterielle, mukosale (Autoaggression) oder Nahrungsmittelantigene gerichtet ist mit der Folge gesteigerter mukosaler Permeabilität und erhöhtem Antigeneinstrom (RICHTER 1992). Ob eine derartige Beeinträchtigung der Suppressor-Funktion Ursache oder Folge einer Entzündungsreaktion ist und ob sie überhaupt beim Hund vorliegt ist unklar.
1.4 Mastzellen
Mastzellen lassen sich im Organismus insbesondere in Regionen nachweisen, welche mit der Umwelt in Kontakt stehen (WELLE 1997). Sie sind Bestandteile des interstitiellen Gewebes aller Säugetiere und stellen eine der wichtigsten Effektorzellen bei Hypersensitivitätsreaktionen und chronischen Entzündungen dar (HUNTLEY 1992;
WELLE 1997; HE 2004). Neben ihrer wichtigen Rolle bei allergischen Entzündungen sind sie auch wichtiger Bestandteil von nicht-allergischen Reaktionen wie z.B.
Narbenformationen und Kallusgewebsbildung (WELLE 1997). Sie sind weiterhin an zahlreichen entzündlichen Prozessen beteiligt, wie beispielsweise bei der Colitis ulcerosa des Menschen, intestinalen Helminthosen oder ektodermalen Parasitosen (WELLE 1997;
HE 2004).
1.4.1 Entwicklung
Kanine Mastzellen entwickeln sich aus Stammzellen im Knochenmark zu sogenannten Vorläuferstadien (SHULL et al. 1992). Im Gegensatz zu anderen Zellen der hämatopoetischen Reihe, welche im Knochenmark reifen und ausdifferenzieren, zirkulieren Mastzellen nicht als ausgereifte Stadien (HILL u. OLIVRY 2001). Ihre Vorläuferstadien zirkulieren im Blut, gelangen in das interstitielle oder mukosale Gewebe und proliferieren und differenzieren dort zu reifen Mastzellen aus (KITAMURA et al. 1979;
HILL u. OLIVRY 2001). Kanine Mastzellen besitzen einen Rezeptor namens c-kit für den Stammzell-Faktor (stem cell factor) (LONDON et al. 1996). Die Molekularstruktur des kaninen c-kit gleicht der Struktur des murinen und humanen c-kit Moleküls, und es ist davon auszugehen, dass sich ihre Funktionen ähneln (HILL u. OLIVRY 2001).
Stammzellfaktor und c-kit stehen im Dienste der Proliferation und Differenzierung von reifen Mastzellen aus ihren Vorläufern (HILL u. OLIVRY 2001). Weiterhin stellen Interleukin-3 in Kombination mit Interleukin-4, -9 und -10 wichtige Faktoren für die Proliferation von Mastzellen dar (ABE et al. 1988; BISCHOFF et al. 1999).
1.4.2 Rolle von Mastzellen bei Hypersensitivitätsreaktionen
Hypersensitivitätsreaktionen vom Typ I sind durch die Degranulation von Mastzellen gekennzeichnet. Diese Degranulation ist von einer Mastzellhyperplasie zu unterscheiden.
Letzteres tritt bei der Hypersensitivität vom verzögerten Typ (Typ IV) auf, ohne dass es zu nennenswerten Degranulationen kommt (WELLE 1997). Ihre Akkumulation bei der Hypersensitivität vom Typ IV geht einher mit einer Zunahme von T-Lymphozyten (PARWARESCH et al. 1985). Im Rahmen einer Hypersensitivitätsreaktion vom Typ I setzen Mastzellen ihre Granula frei, nachdem spezifische Antigene an das oberflächlich auf Mastzellen befindliche IgE gebunden haben. Dieses IgE wiederum ist an der Mastzelloberfläche gebunden durch den hochaffinen IgE-Rezeptor FcεR1 (HILL u.
OLIVRY 2001). Es ist anzunehmen, dass die Signaltransduktionsmechanismen bei der kaninen Mastzelle ähnlich ablaufen, wie sie für Mensch und Ratte beschrieben wurden.
Die Freisetzung der Granula kann unterschiedlich erfolgen. In akuten Stadien zeigen Mastzellen nach einer IgE Aktivierung ein rapides Anschwellen und Fusionierungen von
Mastzellgranula mit konsekutiver Mediatorausschleusung, während bei chronischen Krankheitsverläufen (z.B. bullöses Pemphigoid des Menschen) eine fragmentarische (piecemeal) Degranulation mit abgestufter Mediatorfreisetzung zu beobachten ist (KAMINER et al. 1995).
1.4.3 Mastzellheterogenität
Die Mastzellpopulation ist nicht einheitlich, wobei ihre Heterogenität durch funktionelle Unterschiede, variierendes histochemisches Verhalten sowie ihren unterschiedlichen Gehalt an mastzellspezifischen Granula bestimmt wird (WELLE 1997). So lassen sich Mastzellen von Ratten unterteilen in Mastzellen des Bindegewebes und Mastzellen der Mukosa (ENERBÄCK 1966a, b). Erstere lassen sich in Formalin-fixiertem Material metachromatisch anfärben, während für den Mukosa-Typ spezielle Fixationslösungen zur Visualisierung benötigt werden (ENERBÄCK 1966a). Die beim Menschen vorkommenden Mastzellen lassen sich durch ihren unterschiedlichen Gehalt an mastzellspezifischen Proteasen untergliedern in Tryptase-, Chymase- sowie Tryptase und Chymase-tragende Mastzellen (IRANI et al. 1986; 1991). Auch kanine Mastzellen lassen sich unterteilen in Tryptase-, Chymase- sowie Tryptase und Chymase-tragende Mastzellen (KUBE et al.
1998). Eine Unterscheidung, wie sie bei Ratten vorgenommen wurde, ist für kanine Mastzellen nicht möglich, da sowohl Formalin-sensitive als auch resistente Populationen im selben Gewebekompartiment vorliegen (KUBE et al. 1998). Die Ursache dieser Heterogenität ist unklar, jedoch konnte gezeigt werden, dass einen wesentlichen Anteil an der Differenzierung das anatomische Mikromilieu ausmacht (KITAMURA et al. 1986, 1987). So lassen sich Bindegewebsmastzellen von Mäusen unter bestimmten Bedingungen in Mastzellen der Mukosa und umgekehrt transformieren (KITAMURA et al.
1986, 1987).
1.4.4 Mediatoren und Proteasen von Mastzellen
Neben der schon erwähnten Freisetzung von Granula durch IgE kommt es durch die Bindung der Anaphylatoxine C3a und C5a, durch neurologische Stimuli oder durch den Kontakt mit degranulierend wirkenden Substanzen wie beispielsweise Bienengift zur
Mediatorenausschleusung (HIGGINBOTHAM u. KARNELLA 1971; YONG 1997). Die freigesetzten Mastzellmediatoren lassen sich untergliedern in vorgefertigte Mediatoren, welche in den Granula der Mastzellen bis zur Ausschüttung gelagert werden und in de novo synthetisierte Mediatoren, welche in der Zelle nach einer IgE abhängigen Aktivierung gebildet werden. Zu den vorgefertigten Mediatoren gehören die biogenen Amine Histamin und Serotonin, die Proteoglykane Heparin und Chondroitinsulfat E, Hydrolasen, oxydative Enzyme, chemotaktische Faktoren sowie die Proteasen Tryptase, Chymase, Carboxypeptidase und Cathepsin G (BORISH u. JOSEPH 1992). Aufgrund der Wichtigkeit von Tryptase und Chymase für die Unterscheidung kaniner Mastzellen sind in Tabelle 1 und 2 die wichtigsten Funktionen dieser Proteasen aufgelistet. Zu den de novo synthetisierten Mediatoren gehören Prostaglandin D2, Leukotrien B4 und C4 sowie Platelet-activating factor (HARVIMA et al. 1994).
Tabelle 1: Biologische Funktionen der Tryptase
Tabelle 2: Biologische Funktionen der Chymase
