dissertation kleinschmidt ens 04 11 10 bib-version · tela subserosa und tunica serosa. die tunica...

Bibliografische Informationen der Deutschen Bibliothek

Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen

Nationalbibliografie;

Detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.ddb.de abrufbar.

1. Auflage 2010

© 2010 by Verlag: Deutsche Veterinärmedizinische Gesellschaft Service GmbH,

Gießen

Printed in Germany

ISBN 978-3-86345-004-5

Verlag: DVG Service GmbH

Friedrichstraße 17

35392 Gießen

0641/24466

[email protected]

www.dvg.net

Tierärztliche Hochschule Hannover

Untersuchungen zur Histopathologie und Pathogenese

an gastrointestinalen Bioptaten von Katzen

mit chronischen Magen-Darmerkrankungen

unter besonderer Berücksichtigung des

enteralen Nervensystems

INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Grades eines Doktors der Veterinärmedizin

-Doctor medicinae veterinariae-

(Dr. med. vet.)

vorgelegt von

Sven Kleinschmidt, Ph.D. Hamburg

Hannover 2010

Wissenschaftliche Betreuung: Univ.-Prof. Dr. Marion Hewicker-Trautwein

Institut für Pathologie

1. Gutachterin: Univ.-Prof. Dr. Marion Hewicker-Trautwein

2. Gutachter: Apl. Prof. Dr. Carsten Staszyk

Tag der mündlichen Prüfung: 12.11.2010

Für

Conny

Ohne Dich wären viele Dinge nicht möglich gewesen! Danke!

Warum eine weitere Dissertation…….

„Löcher in seinen Kopf zu bohren, ist keine Lösung!“

Leonard McCoy

Dieses Zitat des Schiffsarztes der Enterprise aus Star Trek IV entstand nachdem

Ärzte des zwanzigsten Jahrhunderts eine Druckentlastung des Gehirns von Pavel

Chekov durchführen wollten, welcher infolge eines traumatisch bedingten

Epiduralhämatoms im Koma lag. Ein für diese Zeit durchaus adäquates Mittel.

Jedoch für „Pille“ eine total veraltete Methode.

Diese Aussage sollte für uns immer Ansporn sein, dass es in der Wissenschaft

keinen Stillstand geben sollte, frei nach dem Motto:

„Solange besser möglich ist, ist gut nicht gut genug!“

P.S. Chekov wurde übrigens durch „Pille“ geheilt. Ohne Löcher in seinem Kopf.

Vorabveröffentlichungen von Teilergebnissen dieser Dissertation:

Kleinschmidt, S., Harder, J., Nolte, I., Marsilio, S., Hewicker-Trautwein, M. (2010):

Chronic inflammatory and non-inflammatory diseases of the gastrointestinal tract in

cats: diagnostic advantages of full-thickness intestinal and extraintestinal biopsies.

J. Feline Med. Surg. 12, 97-103.

doi:10.1016/j.jfms.2009.07.004

Zur Publikation eingereicht:

Kleinschmidt, S., Nolte, I., Hewicker-Trautwein, M. (2010):

Structural and functional components of the feline enteric nervous system in healthy

cats and in cats with chronic inflammatory and non-inflammatory diseases of the

gastrointestinal tract.

[Eingereicht beim Journal “Research in Veterinary Science” am 05.07.2010]

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung ................................................................................................. 1

1.1 Histologie des felinen 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.................................................................. 3

1.2 Das enterische Nervensystem (ENS)........................................................ 4

1.2.1 Anatomie und Histologie ....................................................................... 4

1.2.2 Neurone des ENS ................................................................................. 6

1.2.2.1 Exzitatorische Motorneurone........................................................... 6

1.2.2.2 Inhibitorische Motorneurone ............................................................ 6

1.2.2.3 Sensorische Neurone...................................................................... 8

1.2.3 Neuronale Marker.................................................................................. 8

1.2.3.1 Neurofilamente ................................................................................ 8

1.2.3.2 Neuronen-spezifische Enolase........................................................ 8

1.2.3.3 Vasoaktives intestinales Peptid ....................................................... 9

1.2.4 Gliale Zellen des ENS ........................................................................... 9

1.2.4.1 Marker glialer Zellen........................................................................ 9

1.2.5 Neurotransmitter des ENS................................................................... 10

1.3 Das enterische Nerven- und Immunsystem ........................................... 11

1.4 Chronische idiopathische Darmentzündung der Katze ........................ 11

1.4.1 Histopathologische Diagnostik gastrointestinaler Erkrankungen......... 12

1.4.1.1 Gewinnung gastrointestinaler Biopsien ......................................... 12

1.4.1.2 Histopathologische Beurteilung gastrointestinaler Biopsien .......... 13

1.4.2 Klassifikation der Inflammatory Bowel Disease Formen...................... 13

1.4.2.1 Lympho-plasmazelluläre Enteritis und/oder Kolitis ........................ 14

1.4.2.2 Eosinophile Gastroenterokolitis, Enteritis und Enterokolitis........... 15

1.4.2.3 Eitrige Kolitis.................................................................................. 15

1.4.2.4 Granulomatöse Enteritis, Kolitis und Enterokolitis ......................... 16

1.4.3 Pathogenese der felinen Inflammatory Bowel Disease ....................... 16

1.4.3.1 Genetische Einflüsse..................................................................... 16

1.4.3.2 Futtermittelassoziierte Einflüsse.................................................... 17

1.4.3.3 Beteiligung des enteralen Nervensystems an der Pathogenese

chronischer Darmentzündungen ................................................... 17

1.5 Ziele dieser Studie ................................................................................... 18

2. Veröffentlichungen................................................................................... 20

2.1 Chronic inflammatory and non-inflammatory diseases of the

gastrointestinal tract in cats: diagnostic advantages of full-thickness

intestinal and extraintestinal biopsies......................................................... 20

2.2 Structural and functional components of the feline enteric nervous

system in healthy cats and in cats with chronic inflammatory and non-

inflammatory diseases of the gastrointestinal tract..................................... 24

3. Zusammenfassung der Ergebnisse........................................................ 57

3.1 Chronische entzündliche und nicht-entzündliche Erkrankungen des

Gastrointestinaltraktes von Katzen: Diagnostische Vorteile von

Vollschicht-Biopsien des Darms und extraintestinaler Biopsien ................. 57

3.2 Strukturelle und funktionelle Komponenten des felinen enteralen

Nervensystems bei gesunden Katzen und bei Katzen mit chronischen

entzündlichen und nicht-entzündlichen Erkrankungen des Magen-

Darmtraktes ............................................................................................... 61

3.2.1 Immunhistochemische Ergebnisse gesunder Katzen.......................... 61

3.2.2 Semiquantitative Auswertung von Katzen mit chronischen

gastrointestinalen Erkrankungen ......................................................... 63

4. Diskussion ............................................................................................... 65

4.1 Chronische entzündliche und nicht-entzündliche Erkrankungen des

Gastrointestinaltraktes von Katzen: Diagnostische Vorteile von

Vollschicht-Biopsien des Darms und extraintestinaler Biospsien ............... 65

4.2 Strukturelle und funktionelle Komponenten des felinen enteralen

Nervensystems bei gesunden Katzen und bei Katzen mit chronischen

entzündlichen und nicht-entzündlichen Erkrankungen des Magen-

Darmtraktes ............................................................................................... 72

5. Literaturverzeichnis ................................................................................. 80

6. Anhang ............................................................................................... 93

6.1 Zusammenstellung der untersuchten Katzen ...................................... 93

6.2 Abkürzungen ....................................................................................... 95

7. Zusammenfassung................................................................................... 96

8. Summary ............................................................................................... 98

9. Danksagung.............................................................................................100

Einleitung 1

1. Einleitung

1.1 Histologie des felinen 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).

1.1.1 Magen

Der Magen dient der Speicherung und Andauung der Nahrung mittels Pepsin und

Salzsäure (SCHUMMER u. HABERMEHL 1995). Die Katze 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 submucosa (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).

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

2 Einleitung

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 und vor Einwirkung der Magensäure schützt. 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). 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). 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. 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.

Einleitung 3

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 sind im kranialen Anteil nachzuweisen. 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).

1.1.2.2 Jejunum

Gegenüber dem Duodenum nimmt beim Jejunum die Zahl an Becherzellen zu. Es

beginnt aboral der Plica duodenocolica und endet kranial der Plica ileocaecalis

(SCHUMMER u. HABERMEHL 1995).

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 (Zäkum), den Grimmdarm (Kolon) und den Mastdarm (Rektum).

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 desselbigen (STROMBECK 1996; SHERDING

2003). Unverdaute Bestandteile werden durch kohlenhydrat- und proteinspaltende

4 Einleitung

Darmbakterien und Protozoen weiter zerlegt und durch den Darm absorbiert. 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).

1.2 Das enterische Nervensystem (ENS)

1.2.1 Anatomie und Histologie

Das enterische Nervensystem (ENS) ist ein neuronales Netzwerk aus über 100

Millionen Neuronen und vier- bis fünfmal mehr Gliazellen. Eine derart hohe Zahl an

glialen Zellen und Neuronen liegt vergleichsweise im Rückenmark vor (WOOD 2002;

NEUNLIST et al. 2008). Würde man alle Neurone des ENS zusammenfassen,

würden sie die des Gehirns zahlenmäßig übertreffen (WOOD 2002). Es erstreckt

sich vom Ösophagus bis zum Anus und ist auch in den Anhangsdrüsen

(Speicheldrüsen, Pankreas) des Darms sowie in der Gallenblase zu finden.

Das ENS lässt sich unterteilen in einen ganglionierten submukosalen Plexus

(Meissner Plexus) und einen myenterischen Plexus (Auerbach Plexus). Unter einem

ganglionierten Plexus versteht man eine Ansammlung von Nervenzellkörpern und

glialen Zellelementen. Der Plexus submucosus des Menschen lässt sich zudem

untergliedern in einen oberen, in der Nähe der Lamina muscularis mucosae

gelegenen, submukosalen Plexus (eigentlicher Meissner Plexus), und in einen

unteren, in der Nähe zur zirkulären Muskulatur der Tunica muscularis gelegenen

submukosalen Plexus (sogenannter Henle Plexus). Nach HANSEN (2003a) liegt

auch in der Lamina propria mucosae des Menschen ein ganglionierter Plexus vor.

Zudem lassen sich beim Menschen sogenannte aganglionierte Plexūs, also

neuronale Fortsätze mit glialen Zellen, in der Tunica muscularis, der Submukosa

sowie der Lamina propria nachweisen (GEBOES u. COLLINS 1998). Tabelle 1 gibt

einen Überblick über ganglionierte und aganglionerte Plexūs des humanen

enterischen Nervensystems. Das ENS ist dabei in der Lage, Funktionen des GITs

Einleitung 5

Tabelle 1. Übersicht über ganglionierte und aganglionierte Plexūs des humanen ENS. Im Vergleich zur ausführlich untersuchten Anatomie des humanen ENS existieren lediglich grobe Übersichten zum felinen ENS. Es darf aber durchaus angenommen werden, dass eine ähnliche Anatomie bei der Katze vorliegt. [Modifiziert nach HANSEN (2003a)].

unabhängig vom zentralen Nervensystem (ZNS) zu kontrollieren, aber auch Signale

und Empfindungen des ZNS zu empfangen und umzusetzten (WOOD 2002). Die

Kontrolle wird dabei durch neuronale und/oder gliale Faktoren ausgeübt. Das

„Minigehirn“ im Darm kann verschiedene Funktionsprogramme initiieren, zu denen

unter anderem das Durchmischen der Ingesta, ein „migrating motor complex“

zwischen den Nahrungsaufnahmen oder das Erbrechen gehört (WOOD 2002).

Generell lässt sich sagen, dass der Plexus myentericus die Dilatation und

Kontraktion der Darmwand und der Plexus submucosus eher die intestinale

Sekretion reguliert.

6 Einleitung

1.2.2 Neurone des ENS

Die Neurone des ENS lassen sich funktionell in sensorische Neurone, Interneurone,

und motorische Neurone unterteilen (WOOD 2002). Sensorische Neurone sind mit

ihrer Rezeptorfunktion in der Lage thermische, chemische oder mechanische Stimuli

zu erfassen und an andere Neurone des ENS oder ZNS weiterzuleiten. Interneurone

sind mittels Synapsen in ein Netzwerk eingebunden, um Signale zwischen

sensorischen und motorischen Neuronen weiterzuleiten. Dabei werden gleiche

Neurotransmitter wie im ZNS benutzt (WOOD 2002). Motorneurone stellen

letztendlich die Effektoren des ENS dar. Dabei lassen sich die Motorneurone weiter

unterteilen in exzitatorische und inhibitorische Neurone. Eine Übersicht über die

funktionell verschiedenen Typen von Neuronen und ihre Interaktionen gibt Abbildung

1.

1.2.2.1 Exzitatorische Motorneurone

Exzitatorische Motorneurone führen durch die Freisetzung von Neurotransmittern zur

Kontraktion der glatten Muskulatur und zu einer gesteigerten Sekretion von

intestinalen Drüsen. Die muskuläre Kontraktion wird dabei überwiegend durch

Azetylcholin und Substanz P als Transmitter ausgelöst, während die intestinale

Sekretion vor allem durch Azetylcholin und durch das Vasoaktive intestinale Peptid

(VIP) hervorgerufen wird (WOOD 2002). Werden jedoch VIP sowie Stickstoffmonoxid

aus inhibitorischen Motorneuronen freigesetzt, kommt es zur Inhibierung der

exzitatorischen Motorneurone (WOOD 2002).

1.2.2.2 Inhibitorische Motorneurone

Die Muskulatur des GITs liegt als eine Art elektrisches Synzytium vor, das

angetrieben wird durch die interstitiellen Zellen von Cajal. Die Cajal-Zellen sind

nichtneuronale Schrittmacher für eine elektrische langsame Welle, welche sich auf

die Muskulatur überträgt und diese zur Kontraktion anregt. Diese Übertragung kann

jedoch nur erfolgen, wenn inhibitorische Motorneurone ausgeschaltet sind. Somit

bestimmt die Aktivität der inhibitorischen Motorneurone die Kontraktionsaktivität und

Einleitung 7

Abbildung 1. Übersicht über die funktionelle Gruppierung von Neuronen des enterischen Nervensystems, die Folgen ihrer Aktivierung sowie über mögliche Einflüsse des zentralen auf das enterische Nervensystem. [Modifiziert nach WOOD (2002)].

Intestinales Verhalten

Zentrales Nervensystem

Sensorische Neurone

Interneurone Motorische Neurone

Muskulatur Sektretorische Drüsen

Blutgefäße

Enterisches Nervensystem

• Motilität • Sekretion • Blutfluss

die Richtung einer Kontraktionswelle des Darms. Ihre Hauptneurotransmitter sind

das VIP, das Pituitary Adenylate Cyclase-activating Polypeptide, Noradrenalin,

Opioide und Stickstoffmonoxid (HANSEN 2003b). Die Aktivität der inhibitorischen

Motorneurone wird wiederum herabgesetzt durch die Interneurone. Nur durch das

Zusammenspiel der Inter- und inhibitorischen Neurone sind gerichtete

Transportmechanismen möglich (WOOD 2002).

8 Einleitung

1.2.2.3 Sensorische Neurone

Zu den sensorischen Neuronen des GITs zählen extrinsische (vagale und spinale

Nerven) und intrinsische afferente Neurone. Sie lassen sich untergliedern in

Mechano-, Chemo- und Thermorezeptoren.

1.2.3 Neuronale Marker

Neurofilamente, Neuronen-spezifische Enolase sowie das Vasoaktive intestinale

Peptid sind Bestandteile von Neuronen. Mit Antikörpern gegen diese Strukturen bzw.

Enzyme lassen sich selektiv neuronale strukturelle bzw. funktionelle Komponenten

des ENS mittels immunhistochemischer Techniken anfärben und identifizieren. Sie

sollen im Folgenden etwas näher erläutert werden.

1.2.3.1 Neurofilamente

Neurofilamente (NF) gehören zu den Intermediärfilamenten und lassen sich

ausschließlich in Neuronen nachweisen. Sie lassen sich unterteilen anhand ihres

Molekulargewichtes in Proteine mit hohem (NF-H; 200.000 Dalton), mittlerem (NF-M;

150.000Dalton) und niedrigem (NF-L; 70.000 Dalton) Gewicht (LIEM et al. 1978). In

Axonen befinden sich vermehrt phosphorylierte NF-M und NF-H Typen, während der

neuronale Zellkörper sowie die Dendriten überwiegend nicht-phosphorylierte NF-L

aufweisen (zusammengefasst durch TSUNODA et al. 2003). CARDEN et al. (1987)

stellen die Hypothese auf, das die Phosphorylierung von Neurofilamenten zur

axonalen Stabilität beitragen soll. Zu erwähnen ist, dass nicht alle Nervenzellen

Neurofilamente exprimieren (SHARP et al. 1982).

1.2.3.2 Neuronen-spezifische Enolase

Bei der Neuronen-spezifischen Enolase (NSE) handelt es sich um ein Enzym der

Glykolyse, welches vornehmlich in Neuronen des peripheren und zentralen

Nervensystems lokalisiert ist. Weiterhin exprimieren Zellen des Endokriniums bzw.

Einleitung 9

des Neuroendokriniums NSE (SCHMECHEL et al. 1978; BISHOP et al. 1982). Dabei

gehört NSE zu einer Gruppe von drei Enolasen, welche alle dieselben Reaktionen

katalysieren. Die sogenannten α-Enolasen sind gewebeunspezifisch. β-Enolasen

lassen sich lediglich in Muskelzellen nachweisen.

1.2.3.3 Vasoaktives intestinales Peptid

Das Vasoaktive intestinale Peptid (VIP) ist primär in Neuronen des ENS lokalisiert,

wird aber auch durch immunmodulatorische Zellen wie T-Zellen und eosinophile

Granulozyten produziert (METWALI et al. 1994; DELGADO 2003). Es dient vor allem

der Inhibierung exzitatorischer Motorneurone, der Vasodilatation und moduliert das

enterische Immunsystem, indem es anti-inflammatorisch wirkt und die parazelluläre

Permeabilität herabsetzt (WOOD 2002; NEUNLIST et al. 2008).

1.2.3 Gliale Zellen des ENS

Enterische gliale Zellen sind spezielle Zellen, die sich von den Schwann Zellen des

peripheren Nervensystems unterscheiden (GEBOES u. COLLINS 1998). Sie ähneln

eher den Astrozyten und können durch die Modulation von Neuronen Einfluß auf die

Funktion des GITs nehmen. Solche Zellen exprimieren unter anderem saures

Gliafaserprotein (glial fibrillary acidic protein, GFAP) und S-100, wobei zu erwähnen

ist, dass gliale Zellen des ENS von Ratten GFAP negativ sein können (VON BOYEN

et al. 2004). Die enterischen glialen Zellen sind wie die Astrozyten des ZNS an der

Regulation und Aufrechterhaltung enterischer neuronaler Funktion und der

intestinalen Barriere beteiligt (NEUNLIST et al. 2008). Sie umhüllen Neurone und

deren Fortsätze.

1.2.4.1 Marker glialer Zellen

Das saure Gliafaserprotein (glial fibrillary acidic protein, GFAP) zählt wie die schon

erwähnten Neurofilamente zur Gruppe der Intermediärfilamente.

Intermediärfilamente dienen unter anderem der zellulären Stabilisierung, Motilität

10 Einleitung

oder Adhärenz, aber auch dem intrazellulären Transport von Substanzen. GFAP

kommt hauptsächlich in Astrozyten des zentralen Nervensystems vor, lässt sich aber

auch außerhalb des zentralen Nervensystems wie z.B. im enterischen Nervensystem

nachweisen.

1.2.5 Neurotransmitter des ENS

Mehr als 30 Neurotransmitter sind für das enterische Nervensystem nachgewiesen

worden (HANSEN 2003a). Zu den wichtigsten Transmittern zählen das VIP,

Azetylcholin, Substanz P und Serotonin. VIP ist primär in Neuronen des ENS

lokalisiert, wird aber auch durch immunmodulatorische Zellen wie T-Zellen und

eosinophile Granulozyten produziert (METWALI et al. 1994; DELGADO 2003). VIP

ist ein potenter Vasodilatator, reguliert unter anderem die enterale Motilität, inhibiert

die gastrointestinale Peristaltik und moduliert das enterische Immunsystem (GROSS

u. POTHOULAKIS 2007). Im Allgemein fungiert es anti-inflammatorisch und wird

unter anderem durch T-Helfer-Zellen Typ 2 produziert, mit konsekutiver T-Helfer-

Zellen Typ 1 Inhibition (NEWMAN et al. 2005). Bei einer Aktivierung des ENS kann

es durch die Freisetzung von VIP zu einer herabgesetzten parazellulären

Permeabilität kommen. Zudem führt VIP zu einer herabgesetzten Proliferation von

Enterozyten und fördert die Erhaltung der Barriereintegrität (NEUNLIST et al. 2008).

Als VIP-Gegenspieler dient Azetylcholin. Die Freisetzung von Azetylcholin führt zu

einer gesteigerten parazellulären Permeabiltät. Azetylcholin ist einer der wichtigsten

Neurotransmitter, welcher zu einer exzitatorischen Transmission führt.

Substanz P ist ein weiterer wichtiger Neurotransmitter sowohl des ENS als auch des

ZNS. Zudem exprimieren Immunzellen wie Monozyten, eosinophile Granluozyten

oder Lymphozyten Substanz P (GROSS u. POTHOULAKIS 2007). Neben seiner

wichtigen Eigenschaft bei der intestinalen Motilität (siehe Kapitel 1.2.2.1) bewirkt es

eine starke Erweiterung von Blutgefäßen und steigert die Durchlässigkeit von

Gefäßwänden.

Einleitung 11

1.3 Das enterische Nerven- und Immunsystem

Lymphozyten, vor allem solche die in den Peyer´schen Platten lokalisiert sind,

weisen Rezeptoren für enterische Neurotransmitter auf. Dadurch liegt eine starke

Interaktion beider Systeme vor (HANSEN 2003b). Motorische und sekretorische

Antworten des GITs auf spezifische Antigene (z.B. Parasiten, Futtermittel oder

Bakterientoxine) beruhen auf einer direkten Kommunikation zwischen dem

Immunsystem und dem ENS. Intestinale Entzündungen gehen häufig mit einer

gestörten Motorik und Empfindung einher. Auch die extrinsische Innervation durch

das ZNS spielt dabei eine Rolle. So liegen direkte Innervationen von Mastzellen des

GITs über extrinsische Nervenfasern vor, die eine sofortige Degranulation von

Mastzellen herbeiführen können. Mastzellen wiederum aktivieren nervale Zellen

durch die Freisetzung von Serotonin, Histamin und Nervenwachstumsfaktor (nerve

growth factor, NGF). Man spricht auch von der sogenannten Gehirn-Mastzell-

Verbindung (HANSEN 2003b).

1.4 Chronische idiopathische Darmentzündung der Katze

Unter dem Begriff der chronischen idiopathischen Darmentzündung der Katze,

welche auch als „Inflammatory Bowel Disease“ (IBD) bezeichnet wird, ist eine

Gruppe von heterogenen Darmerkrankungen zu verstehen, welche durch chronische

(länger als 3 Wochen) persistierende und/oder intermittierende, klinische

gastrointestinale Symptome gekennzeichnet sind. Diese Erkrankungen zeigen eine

Reaktion gegenüber immunmodulatorischen Arzneimitteln (GUILFORD 1996; HALL

u. SIMPSON 2000; SHERDING 2003). Histopathologisch liegt eine Entzündung vor,

deren Ausgangspunkt die Lamina propria des GITs ist (JERGENS et al. 1992;

GUILFORD 1996; HALL u. SIMPSON 2000; SHERDING 2003). IBD wird als eine der

häufigsten Ursachen für chronischen Vomitus und Diarrhö der Katze angesehen

(TAMS 1993, 2003; MÜNSTER 1995; GUILFORD 1996). Die Diagnose IBD kann nur

im Rahmen einer Ausschlussdiagnostik gestellt werden (JERGENS u. WILLARD

2000; TAMS 2003).

12 Einleitung

1.4.1 Histopathologische Diagnostik gastrointestinaler Erkrankungen

1.4.1.1 Gewinnung gastrointestinaler Biopsien

Histopathologische Untersuchungen von Bioptaten aus dem GIT erkrankter Katzen

sind ein wesentlicher Bestandteil der Diagnosefindung bei feliner 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. Die

gewonnenen 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 (WILLARD et al. 2001). Für den Hund ist dabei

beschrieben, dass die Qualität endoskopisch gewonnener Proben häufig mangelhaft

ist (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 Differenzialdiagnosen zur felinen 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 meistens transmurale, also alle Anteile der Darmwand

enthaltene Bioptate gegenüber endoskopisch entnommenen Proben als überlegen.

Für die Gewinnung transmuraler Biopsien ist kein über den normalen Praxis-Alltag

hinausgehendes Instrumentarium (z.B. Endoskop) nötig, und für den Hund ist die

Qualität der Proben im Allgemeinen als „gut“ beschrieben (VAN DER GAAG 1988;

SHALES et al. 2005). Weiterhin können im Zuge einer Laparotomie zusätzlich

Proben von anderen Organen wie Leber, Pankreas oder Mesenteriallymphknoten

Einleitung 13

gewonnen werden, und es kann eine Adspektion der Organe erfolgen. 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.

1.4.1.2 Histopathologische Beurteilung gastrointestinaler Biopsien

Die definitive Diagnose einer IBD kann nur durch eine histopathologische

Untersuchung von Magen-Darmbiopsien gestellt werden (JERGENS 1999; HALL u.

SIMPSON 2000). Es ist dabei essentiell, dass die klinischen Symptome mit den

histopathologischen Befunden einer Gastroenterokolitis korrelieren und dass andere

Ursachen einer chronischen mukosalen Entzündung ausgeschlossen werden

(JERGENS 1999). Seit kurzem gibt es in der Veterinärpathologie ein einheitliches

Schema zur histologischen Auswertung von gastrointestinalen Biopsien. Neben der

Art und dem Schweregrad der intestinalen Entzündung werden auch morphologische

Alterationen der Lamina propria beurteilt, um eine möglichst objektive

Diagnosestellung zu ermöglichen (DAY et al. 2008).

1.4.2 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). Bei der Katze werden dabei

folgende Formen bezüglich des Entzündungszellinfiltrates unterschieden:

lymphozytär-plasmazellulär, eosinophil, eitrig und granulomatös. Bezüglich der

Darmlokalisationen können folgende Formen unterschieden werden. Gastritis,

Duodenitis, Jejunitis, Ileitis und Kolitis (JERGENS 1992, 2002; JERGENS et al. 1992;

GUILFORD 1996).

14 Einleitung

1.4.2.1 Lympho-plasmazelluläre Enteritis und/oder Kolitis

Die lympho-plasmazelluläre Enteritis (LPE) oder –kolitis (LPK) gilt als eine der

häufigsten Ursachen für chronischen Vomitus und Diarrhö der Katze und wird im

Schrifttum als eine der häufigsten IBD Formen angesehen (TAMS 1993, 2003;

GUILFORD 1996; LECOINDRE u. CHEVALLIER 1997; JERGENS 1999). Eine

Geschlechtsdisposition ist bislang nicht ermittelt worden. Auch Rassedispositionen

sind, im Gegensatz zum Hund, nicht beschrieben. Betroffen sind in der Regel Katzen

mittleren Alters oder ältere Tiere, jedoch können auch junge Tiere erkranken

(JERGENS et al. 1992; TAMS 1993, 2003). 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 (JERGENS

et al. 1992; GUILFORD 1996; 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 (JERGENS 1992; GUILFORD 1996; TAMS 2003). Auch die

Kryptarchitektur verändert sich mit zunehmender Erkrankungsschwere: Sie kann sich

unorganisiert darstellen oder die Epithelzellen sind hypertrophiert. Fokale Erosionen

mit Influx neutrophiler Granulozyten sind keine Seltenheit (JERGENS et al. 1992). Es

wird vermutet, dass sich aus einer LPE oder einer LPK ein malignes Lymphom

entwickeln kann, welches zugleich die wichtigste Differenzialdiagnose darstellt

(JACOBS et al. 1990; TAMS 2003). Bei der LPK weisen betroffene Kolonabschnitte,

ähnlich wie bei der LPE, eine Zunahme an Lymphozyten und Plasmazellen auf. Es

kommt zu Kryptepithelhyperplasien, Epithelzelldegenerationen, Erosionen und

Ulzerationen (GUILFORD 1996; JERGENS et al. 1999).

Einleitung 15

1.4.2.2 Eosinophile Gastroenterokolitis, Enteritis und Enterokolitis

Im Vergleich zur LPE und LPK tritt die eosinophile Gastroenterokolitis (EGEK)

weniger häufig auf (JERGENS 1999). Eine Rasse- oder Geschlechtsprädisposition

ist bislang nicht nachgewiesen worden. Am häufigsten sind Katzen mittleren Alters

sowie alte Katzen betroffen (JERGENS 1999, 2002). Bei der Katze tritt eine

Sonderform der eosinophilen IBD auf. Es handelt sich dabei um das sogenante

Hypereosinophilie-Syndrom mit massiver Infiltration von eosinophilen Granulozyten

im GIT sowie in extraintestinale Organen.

Bei der EGEK ist das Entzündungszellinfiltrat gemischtzellig mit einer dominierenden

Population eosinophiler Granulozyten (JERGENS 1992; WILCOCK 1992; TAMS

1993; GUILFORD 1996; TAMS 2003). 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.

Differenzialdiagnostisch müssen gastrointestinale Parasiten, Dirofilariosen,

Futtermittelallergien und Mastzelltumore ausgeschlossen werden (TAMS 1993;

GUILFORD 1996; JERGENS 1999).

1.4.2.3 Eitrige Kolitis

Bei der eitrigen Kolitis handelt es sich um eine gemischtzellige Infiltration mit

Dominanz neutrophiler Granulozyten im Kolon (LEIB et al. 1986). In der Regel treten

neutrophile Granulozyten lediglich bei akuten Entzündungen auf, häufig

einhergehend mit Erosionen, Ulzerationen oder Nekrosen des Epithels (TAMS

1986a; JERGENS 1992; TAMS 1993; GUILFORD 1996; JERGENS 1999; TAMS

2003). Die eitrige Kolitis ist eine sehr seltene Form der IBD. Neben bakteriellen

Infektionen mit Salmonellen oder Yersinien, kommen Abrasionen durch

abgschlucktes Fell als Differenzialdiagnosen in Frage (GUILFORD 1996; JERGENS

1999).

16 Einleitung

1.4.2.4 Granulomatöse Enteritis, Kolitis und Enterokolitis

Idiopathische granulomatöse Erkrankungen des felinen GITs sind selten und sind

durch eine Infiltration der Lamina propria mit Makrophagen gekennzeichnet. Wichtige

Differenzialdiagnosen sind die feline infektiöse Peritonitis (FIP), die Protothekose, die

Tuberkulose, die Histoplasmose und die Phykomykose (GUILFORD 1996).

1.4.3 Pathogenese der felinen Inflammatory Bowel Disease

Die auslösende Ursache der zum Formenkreis der felinen IBD gehörenden

Erkrankungen ist bis zum heutigen Tag nicht geklärt. Vermutlich liegt ein

multifaktorielles Geschehen unter Beteiligung individueller Empfänglichkeit,

immunologischer Dysregulation sowie diätetischen und mikrobiellen Antigenen vor.

Derzeit gelten eine fehlerhafte Immunregulation des Darm-assoziierten

lymphatischen Gewebes (gut-associated lymphoid tissue, GALT) infolge eines

Toleranzverlustes sowie eine gesteigerte Permeabilität des intestinalen Epithels als

wahrscheinlichste Auslöser (JERGENS 2002). Ausgelöst durch einen möglichen

Toleranzverlust könnten diätetische und mikrobielle Antigene in Form von

Hypersensitivitätsreaktionen unterschiedlicher Typen eine Rolle in der Pathogenese

der felinen IBD spielen. Unklar bleibt jedoch, ob ein unbekannter Auslöser existiert,

der einen Insult verursacht (JERGENS 1992; TAMS 1993; 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 (GUILFORD 1996).

1.4.3.1 Genetische Einflüsse

Rassedispositionen sind lediglich für Hunde mit IBD beschrieben. Zudem existieren

spezielle Formen der IBD bei einigen Hunderassen wie z.B. beim Boxer, beim

Basenji oder beim norwegischen Lundehund (GUILFORD 1996).

Einleitung 17

Bei Katzen existieren keine Rassedipositionen, jedoch beschreiben einzelne Autoren

ein häufigeres Auftreten von IBD bei reinrassigen Katzen (DENNIS et al. 1992, 1993;

JERGENS 1999).

1.4.3.2 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). Veränderungen

der Nahrung in ihrer Zusammensetzung können zur Modulation der

morphologischen, physiologischen und immunologischen Funktion des GITs führen.

Treten nach einer Futterumstellung ohne zusätzliche Medikamentengabe bei Tieren

mit klinischer IBD keine weiteren gastrointestinalen Symptome auf, ist das Vorliegen

einer Futtermittelallergie- oder –intoleranz denkbar (MAGNE 1992; GUILFORD

1996). Futtermittelallergien können sich jedoch auch sekundär im Laufe einer IBD

entwickeln. Ursächlich kommt eine erhöhte intestinale Permeabilität in Frage mit

gesteigerter Antigenexposition des GALTs. Eine erst vor kurzen erschienene

Publikation weist auf eine gesteigerte Zahl von Mastzellen bei Katzen mit EGEK hin,

was hinweisend auf eine mögliche Hypersensitivitätsreaktion vom Typ I ist, eventuell

gegenüber diätetischen Antigenen (KLEINSCHMIDT et al. 2010).

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 (VERLINDEN et al. 2006).

1.4.3.3 Beteiligung des enteralen Nervensystems an der Pathogenese chronischer Darmentzündungen

Zur Beteiligung des ENS an chronischen intestinalen Entzündungen existieren

Untersuchungen zur IBD des Menschen und an entsprechenden Tiermodellen. Für

den Hund oder die Katze fehlen derartige Informationen. So ist bei den chronischen

Enteritiden des Mesnchen beschrieben, dass die Expression von NSE beim Morbus

Crohn und bei der Zoeliakie ansteigt. Vermutlich handelt es sich jedoch um die

18 Einleitung

Folgen einer neuronalen Hyertrophie oder Hyperplasie (LEONARD et al. 1995).

Zudem ist beim Morbus Crohn ein Anstieg der Expression von VIP zu beobachten,

möglicherweise um die intestinale Entzündung zu hemmen, die intestinale

Neuroprotektion zu erhöhen oder zur Wiederherstellung der intestinalen Barriere

(NEUNLIST et al. 2008). Eine herabgesetzte Expression von VIP ist verbunden mit

einer geringeren Lymphozytendeaktivierung (PASCUAL et al. 1994). Zudem liegen

erniedrigte VIP-Expressionen bei der humanen Achalasie oder dem Morbus

Hirschsprung aufgrund des Verlustes inhibitorischer Neuronen vor, was zu

Abnormalitäten der intestinalen Motilität mit persistierender Kontraktion führt

(MEARIN et al. 1993; VANDERWINDEN et al. 1993). Die Reduktion von GFAP beim

Morbus Crohn, nekrotisierender Enteritis oder diabetogenen Ratten ist

möglicherweise mit einer reduzierten Zahl glialer Zellen verbunden und könnte eine

Alteration dieser Zellen darstellen (BUSH, 2002; NEUNLIST et al. 2008; LIU et al.

2009). Bei der felinen IBD spielt möglicherweise eine gestörte intestinale Barriere

eine Rolle und enterische gliale Zellen haben, wie schon beschrieben,

möglicherweise einen protektiven Einfluss auf die Homöostase des intestinalen

Epithels. Somit könnte, wie für die IBD des Menschen publiziert, eine Zerstörung

oder funktionelle Beeinträchtigung der enteralen Gliazellen mit konsekutiver gestörter

intestinaler Barriere ein wichtiger Faktor in der Pathogenese der felinen IBD sein

(SAVIDGE et al. 2007; Van LANDEGHEM et al. 2009; BACH-NGOHOU et al. 2010).

Entsprechende Untersuchungen fehlen jedoch.

1.5 Ziele dieser Studie

I. Die bislang für Katzen mit chronischer idiopathischer Erkrankung des

Gastrointestinaltraktes im Schrifttum existierenden Befunde über

histomorphologische Läsionen und Infiltrationen mit Entzündungs- bzw. Immunzellen

beschränken sich im Wesentlichen auf Untersuchungen an endoskopisch

gewonnenen Mukosabioptaten aus Magen, Duodenum und Kolon. Ziel dieser

Untersuchung war es, Erkenntnisse über das Verteilungsmuster in anderen

Abschnitten des Gastrointestinaltraktes zu gewinnen und zudem den diagnostischen

Stellenwert transmuraler intestinaler und extraintestinaler Bioptate zu evaluieren. In

Einleitung 19

dieser Arbeit wurden von 43 Katzen mit chronischer gastrointestinaler Symptomatik

laparoskopisch gewonnene, transmurale Bioptate aus verschiedenen Abschnitten

des Gastrointestinaltraktes (Magen, Duodenum, Jejunum, Ileum, Kolon) sowie

Bioptate extraintestinaler Organe (Leber, Pankreas, Lymphonodi jejunales,

gegebenenfalls weitere, makroskopisch veränderte Organe) einer

histomorphologischen Analyse unterzogen. Die in dieser Arbeit gewonnenen

Ergebnisse sollen neue Ansatzpunkte für eine verbesserte Diagnostik chronischer

Darmentzündungen erschließen.

II. Die chronische entzündliche Darmerkrankung (Inflammatory bowel disease, IBD)

der Katze stellen einen Komplex von chronischen Erkrankungen unbekannter

Ätiologie und Pathogenese dar. Bei der IBD des Menschen kommt es zu

Veränderungen der elektrophysiologischen Eigenschaften, zu Änderungen der

neurochemischen Kodierung und zur Störung bzw. Schädigung des enterischen

Nervensystems (ENS). Publikationen über die Architektur des ENS bei Katzen mit

chronischen, gastrointestinalen Symptomen und eine mögliche Beteiligung des ENS

an der Pathogenese fehlen in der gegenwärtigen Literatur. Die Ziele der

vorliegenden Studie waren:

1.) die Analyse der Verteilung zellulärer Elemente des ENS bei 11 gesunden Katzen

mittels immunhistologischer Methoden, und

2.) die Evaluation struktureller und funktioneller Veränderungen des ENS an 33

Katzen mit chronischen gastrointestinalen Symptomen.

20 Veröffentlichungen

2. Veröffentlichungen

2.1 Chronic inflammatory and non-inflammatory diseases of the gastrointestinal tract in cats: diagnostic advantages of full-thickness intestinal and extraintestinal biopsies

Sven Kleinschmidt, Jasmine Harder, Ingo Nolte, Sina Marsilio, Marion Hewicker-

Trautwein

Journal of Feline Medicine and Surgery 12, 97-103 (2010)

Idee und Versuchsplanung:

Grundlegende Idee und Versuchsplanung erfolgten im Rahmen des interdisziplinären

DFG-Projektes HE 1548/4-1, 4-2.

Klinische Diagnostik und Probengewinnung:

I. Nolte

Probensichtung, -verarbeitung, -klassifizierung:

S. Kleinschmidt, J. Harder, S. Marsilio, M. Hewicker-Trautwein

Histochemie und Immunhistochemie:

S. Kleinschmidt

Auswertung:

S. Kleinschmidt

Manuskript und Fotos:

Ausarbeitung: S. Kleinschmidt

Korrekturen: M. Hewicker-Trautwein

Veröffentlichungen 21

Appendix: Supplementary data


2.2 Structural and functional components of the feline enteric nervous system in healthy cats and in cats with chronic inflammatory and non-inflammatory diseases of the gastrointestinal tract

Sven Kleinschmidt, Ingo Nolte, Marion Hewicker-Trautwein

Eingereicht zur Publikation im Journal „Research in Veterinary Science“

Idee und Versuchsplanung:

S. Kleinschmidt und M. Hewicker-Trautwein

Klinische Diagnostik und Probengewinnung:

I. Nolte

Probensichtung und -verarbeitung:

S. Kleinschmidt

Immunhistochemie:

S. Kleinschmidt

Auswertung inklusive Statistik:

S. Kleinschmidt

Manuskript und Fotos:

Ausarbeitung: S. Kleinschmidt

Korrekturen: M. Hewicker-Trautwein

Ergebnisse 57

3. Zusammenfassung der Ergebnisse

3.1 Chronische entzündliche und nicht-entzündliche Erkrankungen des Gastrointestinaltraktes von Katzen: Diagnostische Vorteile von Vollschicht-Biopsien des Darms und extraintestinaler Biopsien

In der vorliegenden Studie wurden 43 Katzen mit chronischen gastrointestinalen

Symptomen untersucht. 14 (32,6 %) (Durchsnittsalter: 7,7 Jahre) wiesen eine gering-

bis mittelgradige lympho-plasmazelluläre Enterokolitis (LPE/LPK) auf. In allen

Fällen wiesen mindestens 2 Biopsien derartige Veränderungen auf. In absteigender

Reihenfolge waren am häufigsten das Duodenum (85,7 %), das Jejunum (84,6 %),

das Ileum (62,5 %) und das Kolon (61,5 %) betroffen sowie vereinzelt der Magen

(15,4 %). 18 von 38 Biopsien wiesen eine Infiltration über die Lamina propria hinaus

in die Submukosa auf, und bei 20 von 29 Proben zeigte der betroffene Dünndarm

eine unterschiedlich stark ausgeprägte Atrophie und Fusion von Zotten,

Kryptabszesse sowie Architekturveränderungen der Krypten auf. Mit Ausnahme der

Atrophie und Fusion von Zotten lagen derartige Architekturveränderungen auch in

betroffenen Dickdarmabschnitten vor. Acht von 14 Tieren wiesen zudem eine

mittelgradige, gemischtzellige Hepatitis und/oder eine mittel- bis hochgradige

chronische Pankreatitis oder follikuläre Hyperplasie der Lymphonodi jejunales auf. In

der Mukosa von vier Katzen lag eine mittelgradige bandartige Fibrose zwischen

Krypten und Zotten vor. In diesen Fällen war das Entzündungszellinfiltrat leicht

erhöht.

Bei fünf Katzen (11,6 %) (Durchschnittsalter: 10,2 Jahre) zeigte sich in der Lamina

propria eine Infiltration mit eosinophilen Granulozyten. Am häufigsten war dabei

das Kolon (n=4) betroffen, in Kombination mit der Mukosa des Magens und/oder des

Dünndarms. In sieben von 14 veränderten Bioptaten erstreckte sich das Infiltrat bis in

die Submukosa und bei drei Proben bis in die Tunica muscularis. Die Proben einer

Katze zeigten dabei eine eosinophile Jejunitis und Kolitis, während die Mukosa und

58 Ergebnisse

Submukosa des Duodenums keine, jedoch der Plexus myentericus eosinophile

Granulozyten aufwies. Bei den extraintestinalen Proben wurde in zwei von drei zur

Untersuchung zur Verfügung stehenden Lymphonodi jejunales eine eosinophile

Lymphadenitis und in einem Fall eine eosinophile Steatitis des Mesenteriums

nachgewiesen. Das Pankreas zeigte sich bei drei Proben ohne besonderen

histopathologischen Befund.

Eine Katze (2,3 %) (10 Jahre alt) zeigte eine gemischtzellige, überwiegend aus

neutrophilen Granulozyten bestehende Infiltration der Mukosa, teilweise bis hin zur

Tunica muscularis. Betroffen waren alle untersuchten Abschnitte des GITs, mit

Ausnahme des Duodenums, in dem eine geringgradige lympho-plasmazelluläre

Entzündung vorlag. Mit der gemischtzelligen Entzündung gingen fokale

Epithelnekrosen sowie Atrophie oder Dilatation von Krypten einher. Der bioptierte

Lymphonodus jejunalis zeigte ebenfalls eine gemischtzellige Entzündung.

Vier Katzen (9,3 %) (Durchschnittsalter: 7,9 Jahre) zeigten als einzige histo-

pathologische Veränderung eine bandartige Fibrose der Lamina propria, ohne dass

ein erhöhtes Entzündungszellinfiltrat vorlag. Diese Fibrosebänder befanden sich

zwischen den Krypten und Zotten und bei allen vier Katzen war das Ileum betroffen.

Bei einer der Katzen war zusätzlich der Magen und das Jejunum, und bei zwei

anderen Tieren lediglich der Magen oder das Jejunum betroffen. Eine Katze zeigte

eine mittelgradige lympho-plasmazelluläre Hepatitis mit hydropischer Degeneration,

und bei einer weiteren Katze lag eine geringgradige eitrige Hepatitis und

Lymphadenitis des Lymphonodus jejunalis vor.

Bei drei Katzen (7,0 %) (Durchschnittsalter: 3,3 Jahre) lag lediglich eine Gastritis

vor. Bei zwei Tieren war das Entzündungszellinfiltrat gemischtzellig und ging einher

mit Verlusten von Foveolae gastricae und einer Fibrose. Die dritte Katze wies eine

geringgradige lympho-plasmazelluläre Gastritis auf. Eine Katze zeigte zudem eine

geringgradige hydropische Degeneration von Hepatozyten, die zweite Katze eine

Ergebnisse 59

geringgradige eitrige Lymphadenitis des Lymphonodus jejunalis und die dritte Katze

eine geringgradige eitrige Hepatitis.

Drei Katzen (7,0 %) (Durchschnittsalter: 5 Jahre) wiesen als einzige histo-

pathologische Veränderung Lymphangiektasien der Lamina propria des Dünn- und

Dickdarms in variierender Ausprägung auf, ohne dass ein erhöhtes Zellinfiltrat vorlag.

Zwei der drei Katzen zeigten zudem ein gering- bis mittelgradiges Ödem der Lamina

propria. Eine Katze zeigte zudem eine mittelgradige Fibrose des Magens mit

geringgradigen lympho-plasmazellulären Infiltraten, während bei einer weiteren

Katze lediglich vereinzelte neutrophile Granulozyten in der Lamina propria des

Magens nachgewiesen werden konnten. Lymphangiektasien können Bestandteil

einer sogenannten protein-losing enteropathy sein. Labordiagnostische

Untersuchungen konnten das Vorliegen einer protein-losing enteropathy jedoch nicht

bestätigen, und lediglich bei einer Katze wurden während der Laparotomie auf der

Serosa des Darms dilatierte Lymphgefäße beobachtet. Zwei Katzen zeigten in der

Leber entweder eine gering- bis mittelgradige hydropische Degeneration mit mittel-

bis hochgradiger portaler Fibrose bzw. eine geringgradige lympho-plasmazelluläre

Hepatitis. Bei beiden Tieren waren die Lymphonodi jejunales geringgradig follikulär

hyperplastisch.

Ein diffuses Lymphom wurde bei zehn Katzen (23,3 %) (Durchschnittsalter: 9,3

Jahre) nachgewiesen. Bei sechs Tieren waren mindestens ein, zwei oder alle drei

Dünndarmabschnitte betroffen, während bei zwei Katzen nur der Magen und bei

einer Katze nur das Kolon betroffen waren. Acht der 15 Biopsien mit neoplastischen

Zellen wiesen eine Infiltration der Lymphomzellen in der Lamina propria und der

Submukosa auf. Weitere fünf der 15 Biopsien mit neoplastischen Zellen zeigten

darüber hinaus eine Infiltration der Tunica muscularis. Bei acht der betroffenen

Katzen lag ein kleinzelliges und bei zwei Tieren ein großzelliges Lymphom vor. Drei

dieser zehn Katzen wiesen in angrenzenden Darmabschnitten eine lympho-

plasmazelluläre Entzündung auf. Bei einer dieser Katzen konnten neoplastische

Zellen nicht in den GIT-Proben nachgewiesen werden, sondern lediglich im

beprobten Lymphonodus jejunalis. Bei sechs der zehn Katzen wurden entartete

60 Ergebnisse

Zellen zudem in den Lymphonodi jejunales, bei drei Katzen in der Leber und bei

einer Katze im Ovar nachgewiesen. Immunhistologische Untersuchungen ergaben,

dass bei sechs der acht Katzen mit kleinzelligem Lymphom, die neoplastischen

Zellen sich CD3 positiv darstellten (neoplastische T Zellen). Die restlichen zwei

Katzen mit kleinzelligem Lymphom sowie die zwei Katzen mit einem großzelligen

Lymphom hingegen waren in der Immunhistologie CD79α positive neoplastische B

Zellen. Eine Verdickung der Darmwand wurde lediglich bei einem Tier während der

Laparotomie festgestellt.

Die Biopsien von zwei Katzen (4,7 %) (Durchschnittsalter: 9 Jahre) wiesen einen

Mastzelltumor auf. Die Zellen wurden in der Submukosa des Kolons und im

Lymphonodus jejunalis nachgewiesen bzw. beim zweiten Tier lediglich im

Lymphknoten. Die Granula der einzelnen Mastzellen konnten mittels der

metachromatischen Toluidinblau-Färbung dargestellt werden. Der Tumor des Kolons

war infiltriert durch zahlreiche eosinophile Granulozyten. Die Dünndarmproben dieser

Katze zeigten einen Verlust von Krypten, Zottenverkürzungen und eine Fibrose,

begleitet von einem stark erhöhten Infiltrat eosinophiler Granulozyten. Der Magen

dieser Katze zeigte zudem eine chronisch-aktive Gastritis. Das Duodenum der

zweiten Katze wies lediglich ein geringgradig erhöhtes lympho-plasmazelluläres

Infiltrat auf. Labordiagnostische Untersuchungen zeigten bei beiden Tieren eine

Leukozytose und eine periphere Hypereosinophilie, während die Tiere bei der

Laparotomie unauffällig waren.

Bei den Biopsien einer männlich-kastrierten, drei Jahre alten, europäischen

Kurzhaarkatze lagen mit Ausnahme einer geringgradigen Akkumulation von

Lymphozyten in der Lamina propria des Magens, keine histopathologischen

Veränderungen vor.

Ergebnisse 61

3.2 Strukturelle und funktionelle Komponenten des felinen enteralen Nervensystems bei gesunden Katzen und bei Katzen mit chronischen entzündlichen und nicht- entzündlichen Erkrankungen des Magen-Darmtraktes

3.2.1 Immunhistochemische Ergebnisse gesunder Katzen

Bei den 11 klinisch und histopathologisch gesunden Katzen zeigte die

Immunhistologie mit Antikörpern gegen die Neuronen-spezifische Enolase (NSE) große Zellkörper mit einer feinen, granulären, zytoplasmatischen Immunreaktivität

(IR) und exzentrisch lokalisierten Nukleus innerhalb der Ganglien der Plexūs

submucosus und myentericus. Dabei zeigten sich in der Submukosa multifokale

Inseln kleiner Ganglien in der Nähe der Lamina muscularis mucosae sowie größere,

der zirkulären Muskulatur der Tunica muscularis zugewandte Ganglien. Dadurch

lässt sich der Plexus submucosus unterteilen in einen oberen Anteil (Plexus

submucosus internus) und einen unteren Abschnitt (Plexus submucosus externus).

Eine ähnliche Färbecharakteristik wiesen auch die Neurone des Plexus myentericus

auf, ohne dass eine Untergliederung des Plexus möglich ist.

In der Tunica muscularis färbten sich zwischen den einzelnen Muskelschichten

dünne Fasern an, welche auch unmittelbar subserosal vorlagen.

Eine IR war als schmale Fasern oder Faserbündel auch innerhalb der Lamina propria

mucosae nachweisbar. Eine Anfärbung von Somata ist dabei nicht auszuschliessen.

Mittels Antikörpern gegen nicht-phosphorylierte Neurofilamente (NPN) konnten

neuronale Zellkörper in beiden Plexūs angefärbt werden, wobei sich die Färbung

granulär bis filamentös unter Auslassung der Kerne darstellte. Vereinzelt konnten

faserartige Anfärbungen neben den Zellkörpern beobachtet werden. Wie bereits für

NSE beschrieben, war es durch die Immunhistochemie für NPN möglich, den Plexus

submucosus in einen unteren und oberen Anteil zu unterteilen. Zwischen den

einzelnen Muskelzellen der Tunica muscularis und individuellen serosalen

62 Ergebnisse

Epithelzellen befand sich eine spindelartige bis getüpfelte IR, während in der Lamina

propria mucosae vereinzelt positive Zellkörper in der Nähe der Krypten

nachgewiesen wurden.

Die Färbung phosphorylierter Neurofilamente (PN) ergab eine fibrilläre, teils

strangartige Anfärbung, unter Auslassung neuronaler Zellkörper im Plexūs

submucosus und myentericus. Dabei befanden sich die angefärbten submukosalen

Strukturen in der Nähe zur Lamina muscularis mucosae sowie in unmittelbarer

Nachbarschaft zur zirkulären Muskulatur der Tunica muscularis. Dieses Färbemuster

deutet möglicherweise ebenfalls auf eine Zweiteilung des Plexus submucosus hin,

wie für NSE beschrieben. Insbesondere im Plexus myentericus konnte in einzelnen

wenigen Zellen eine schwache perinukleäre IR festgestellt werden.

Individuelle Fasern erstreckten sich zudem horizontal und vertikal durch die Tunica

muscularis bzw. Lamina propria mucosae. In der Tunica serosa konnte keine IR

nachgewiesen werden.

Vasoaktives intestinales Peptid (VIP) konnte in beiden Plexūs als

intrazytoplasmatisches, granuliertes Signal von Neuronen nachgewiesen werden.

Sowohl der Plexus submucosus internus als auch externus stellten sich positiv dar.

Einzelne positive Zellen lagen in der Tunica muscularis und angefärbte Fasern

verliefen zwischen einzelnen Muskelzellen. Einzelne Mesothelzellen der Tunica

serosa wiesen eine getüpfelte intrazytoplasmatische IR auf. Zudem waren derartige

Anfärbungen individueller Zellen auch in der Lamina propria vorhanden und einzelne

Fasern verliefen innerhalb der Lamina propria der Darmzotten.

Innerhalb der Ganglien lagen für saures Gliafaserprotein (GFAP) positive Zellen

vor, welche sich in unmittelbarer Nachbarschaft zu den ungefärbten Neuronen

befanden. Sie waren im Vergleich zu den Neuronen kleiner und hatten eine

irreguläre bis ovoide Zellmorphologie. Die Ganglien waren dabei untereinander durch

GFAP-positive Stränge verbunden. Derartige Stränge konnten auch innerhalb der

Ergebnisse 63

Tunica muscularis und in der Mitte von Darmzotten nachgewiesen werden.

Vereinzelt lag in den Anschnitten eine schwache IR in der Subserosa vor.

3.2.2 Semiquantitative Auswertung von Katzen mit chronischen gastrointestinalen Erkrankungen

Bei den beiden untersuchten Plexūs erkrankter Katzen war die Expression der

verwendeten Marker im Vergleich zu Kontrollkatzen nicht immer gleichartig

verändert. So zeigte sich, dass die Expression für PN, NPN und GFAP des Plexus

submucosus erkrankter Katzen deutlicher von den Expressionen gesunder Katzen

abwich, als die ermittelte IR des Plexus myentericus. Hingegen wies der Plexus

myentericus der erkrankten Katzen bei den Expressionen von NSE und VIP

deutlichere Unterschiede zu den gesunden Katzen auf, als der Plexus submucosus.

Um die Ergebnisse übersichtlicher zu beschreiben bzw. zu berechnen wurden die

Ergebnisse für beide Plexūs zusammengefasst. Durch die Kombination beider

Ergebnisse ergaben sich spezifischere Informationen über veränderte IR.

Bei den erkrankten Darmabschnitten bei Katzen mit LPE/LPK liessen sich signifikant

herabgesetzte IR-Werte errechnen für GFAP und VIP. NSE war lediglich signifikant

reduziert in betroffenen Magen- und Dünndarmbiopsien, während die IR von PN

lediglich im Dünndarm herabgesetzt war. Eine signifikant erhöhte IR für NPN lag nur

im Duodenum und Ileum vor.

Bei Katzen mit EGEK ergaben sich signifikant reduzierte Werte in allen GIT-Biopsien

für PN. Zudem lagen im Dünndarm und im Kolon eine herabgesetzte IR für NSE und

VIP vor. GFAP war lediglich erniedrigt in betroffenen Mägen und NPN in erkrankten

Dünndärmen.

NSE, NPN, NP und VIP waren bei Tieren mit fibrosierender Enteropathie (FE) lediglich in betroffenen Dünndarmproben signifikant herabgesetzt.

64 Ergebnisse

Signifikante Unterschiede bei Katzen mit einem Lymphom lagen bei der erhöhten IR

für NPN und der reduzierten Expression von PN im Dünndarm und Kolon vor. GFAP

und NSE wiesen eine reduzierte IR im Kolon auf, während VIP lediglich in

betroffenen Dünndarmabschnitten reduziert war.

Diskussion 65

4. Diskussion

4.1 Chronische entzündliche und nicht-entzündliche Erkrankungen des Gastrointestinaltraktes von Katzen: Diagnostische Vorteile von Vollschicht-Biopsien des Darms und extraintestinaler Biopsien

Die häufigsten Differenzialdiagnosen persistierender chronischer Magen-

Darmerkrankungen bei Katzen sind die idiopathische chronische entzündliche

Darmerkrankung (Inflammatory Bowel Disease, IBD), Futtermittelallergien,

Neoplasien oder Hyperthyreoidismus (JERGENS et al. 1992; DENNIS et al. 1993;

GUILFORD 1996).

Eines der wichtigsten diagnostischen Hilfsmittel ist die histopathologische

Untersuchung von Biopsien des Magen-Darmtraktes (GUILFORD 1996). Die

Diagnose IBD kann nur im Rahmen einer Ausschlussdiagnostik erfolgen, bei der

zwingend eine Evaluation von Magen-Darmbiopsien nötig ist (TAMS 1986a;

JERGENS 1992; TAMS 1993; GUILFORD 1996). Dabei können Biopsien unter

endoskopischer Kontrolle oder im Rahmen einer Laparotomie als transmurale

(Vollschicht-) Bioptate gewonnen werden (TAMS 1986a; TAMS 1986b; TAMS 1993;

EVANS et al. 2006). Bei der Gewinnung mittels eines Endoskops handelt es sich um

einen minimal-invasiven Eingriff, welcher jedoch auf die Entnahme von

gastrointestinaler Schleimhaut (Tunica mucosa) beschränkt ist. Hingegen können bei

einer Laparotomie neben der Gewinnung transmuraler Bioptate, extraintestinale

Organe wie Leber, Pankreas oder Mesenteriallymphknoten beprobt werden (TAMS

1986a; TAMS 1986b; TAMS 1993; HALL u. SIMPSON 2000; WILLARD et al. 2001;

ZORAN 2001; RICHTER 2003). Vollschichtbiopsien ermöglichen es dem

untersuchenden Pathologen alle Wandschichten des GITs (Tunica mucosa, Tela

submucosa und Tunica muscularis) zu bewerten. In der gegenwärtigen Literatur sind

lediglich Beschreibungen chronischer Magendarmerkrankungen von Katzen

vorhanden, welche überwiegend auf Einzelerkrankungen wie IBD oder malignes

Lymphom fokusiert sind. Zudem sind diese Untersuchungen limitiert auf

66 Diskussion

endoskopisch gewonnene Biopsien (NELSON et al. 1984; WOLF 1992; DENNIS et

al. 1993; MAHONY et al. 1995; LECOINDRE u. CHEVALLIER 1997; BAEZ et al.

1999; EVANS et al. 2006). Um das Spektrum histopathologischer Veränderungen

von Katzen mit chronischen Magen-Darmerkrankungen zu erfassen und zu

dokumentieren wurden transmurale Biopsien von 43 Katzen untersucht. Gleichzeitig

erfolgte eine Bewertung möglicher Vorteile derartiger Vollschichtbiopsien sowie eine

Einschätzung der Vorteile zusätzlicher extraintestinaler Proben.

Dabei zeigte sich, dass 42 von 43 Katzen (97,7 %) mit chronischer gastrointestinaler

Symptomatik histopathologisch unterschiedliche Erkrankungen aufwiesen. Dabei

stellten entzündliche Veränderungen das größte Spektrum dar.

20 Katzen (46,4 %) wiesen ein erhöhtes Entzündungszellinfiltrat, bestehend aus

Lymphozyten, Plasmazellen, neutrophilen oder eosinophilen Granulozyten, in der

Lamina propria des GITs auf. 14 von 43 Katzen (32,6 %) zeigten eine lympho-plasmazelluläre Enteritis (LPE) oder –kolitis (LPK), wie sie von anderen Autoren

beschrieben wurde (NELSON et al. 1984; WILLARD et al. 1985; TAMS 1986a;

DENNIS et al. 1993; GUILFORD 1996; BAEZ et al. 1999). Ca. 50 % der

gewonnenen Bioptate mit LPE/LPK zeigten mononukleäre Infiltrate über die Lamina

propria hinaus bis hinein in die Submukosa. Diese Beobachtung ist insofern wichtig,

als dass derartige Infiltrate nicht mit einem intestinalen malignen Lymphom

verwechselt werden dürfen. Neben den oben genannten Veränderungen des GITs

wurden an den extraintestinalen Proben lymphatische Hyperplasien der Lymphonodi

jejunales oder Pankreatitiden mit interstitieller Fibrose beobachtet. Bei drei Katzen

konnte eine durch WEISS et al. (1996) beschriebene „Triaditis“, eine Entzündung des

Dünndarms kombiniert mit einer Pankreatitis und Hepatitis diagnostiziert werden.

Fünf Katzen (11,6 %) zeigten in der vorliegenden Studie eine Infiltration des Darms

mit eosinophilen Granulozyten. Die Ursache der eosinophilen Gastroenterokolitis

(EGEK) des GITs bei Katzen ist unbekannt. Möglicherweise spielen

Futtermittelallergien eine Rolle, was jedoch bis heute nicht belegt werden konnte. Da

bei den Katzen der vorliegenden Studie keine Ausschlussdiät durchgeführt wurde,

bleibt die Ursache der eosinophilen Infiltrate unklar. Endoparasitosen sind eine

weitere mögliche Ursache für ein vermehrtes Auftreten von eosinophilen

Diskussion 67

Granulozyten. Eine mögliche Endoparasitose bei Katzen mit eosinophiler

Gastroenterokolitis konnte jedoch aufgrund klinischer parasitologischer

Untersuchungen des Kotes nahezu ausgeschlossen werden. 50% der betroffenen

Biopsien wiesen eine Infiltration eosinophiler Granulozyten über die Lamina propria

hinaus in tiefere Schichten der Darms auf, bis hin zu einer transmuralen

Durchsetzung der Wand. Zudem konnten eosinophile Infiltrate in unmittelbarer

Nachbarschaft zu Ganglien des Plexus myentericus beobachtet werden, ohne dass

histopathologische Veränderungen der Mukosa zu beobachten waren. Eine

Interaktion zwischen eosinophilen Granulozyten und dem enterischen Nervensystem

könnte möglicherweise zu einer klinisch manifesten Störung des GITs beitragen.

Derartige, in der Tiefe der Darmwand auftretende Veränderungen wären anhand von

endoskopisch gewonnenen Proben nicht beobachtet worden.

Die Ergebnisse der vorliegenden Studie gleichen den Ergebnissen einer weiteren

Studie, in welcher der Magen weitaus weniger von eosinophilen Infiltraten betroffen

ist als die übrigen Abschnitte des Darmtraktes (HENDRICK 1981). Im Gegensatz

dazu sind im Lymphonodus jejunalis häufig eosinophile Granulozyten zu finden im

Sinne einer eosinophilen Lymphadenitis. Diese Beobachtung wurde auch von

anderen Autoren beschrieben, und es ist somit bei der histopathologischen

Diagnostik eosinophiler Erkrankungen des GITs hilfreich, neben den Magen-

Darmbiopsien einen oder mehrere mesenteriale Lymphknoten im Rahmen einer

Laparotomie zu entnehmen (HENDRICK 1981; TAMS 1986a; TAMS 1986b).

Eine Katze (2,3 %) wies erhöhte Infiltrate von Lymphozyten, Plasmazellen und vor

allem neutrophilen Granulozyten in der Mukosa des Darms auf. Dabei war diese

gemischtzellige Infiltration nicht nur auf das Kolon beschränkt, so wie es für die

chronische eitrige Kolitis der Katze beschrieben ist, welche eine Sonderform der

felinen IBD darstellt (LEIB et al. 1986). Mit Ausnahme des Duodenums waren alle

Abschnitte des GITs betroffen. LECOINDRE u. CHEVALLIER (1997) beschreiben die

chronische eitrige Kolitis als eine sehr seltene Form der felinen IBD. Der bei dieser

Katze entnommene Lymphknoten wies ebenfalls eine Infiltration mit neutrophilen

Granulozyten auf. Bei dieser Katze kann eine bakterielle Ursache nicht

68 Diskussion

ausgeschlossen werden, und es ist somit fraglich, ob diese Veränderung überhaupt

unter den Begriff der felinen IBD fällt.

Bei vier Katzen (9,3 %) konnte eine prominente bandartige Fibrose der intestinalen

Mukosa ohne eine Erhöhung von Entzündungszellen beobachtet werden. Bei allen

vier Katzen war konstant immer das Ileum betroffen, allerdings mit unterschiedlichen

Schweregraden. Mukosale Fibrosen sind für die kanine und feline IBD beschrieben

worden. Vier Fälle mit LPE/LPK dieser Studie zeigten ebenfalls im Ileum eine

bandartige Fibrose inklusive einer erhöhten Zahl entzündlicher Zellen. Die Ursache

für die hohe Prävalenz von Fibrosen im Ileum ist unklar. In der gegenwärtigen

Literatur ist die Fibrose im Rahmen einer LPE/LPK beschrieben bis hin zur Striktur

des Darms (NELSON et al. 1984; DENNIS et al. 1993; BAEZ et al. 1999). Allerdings

wurden bandartige Fibrosen ohne erhöhtes zelluläres Infiltrat nicht beschrieben.

Demnach handelt es sich in der vorliegenden Studie um die erstmalige Beschreibung

einer derartigen Veränderung. Das Vorliegen einer differenzialdiagnostisch in

Betracht zu ziehenden, kürzlich puplizierten Entität, die „eosinophile sklerosierende

Fibroplasie“ (CRAIG et al. 2009) konnte aufgrund der histopathologischen Befunde

ausgeschlossen werden. Zwar wurden Fibrosen bei der felinen IBD durch andere

Autoren beschrieben, es ist jedoch den Beschreibungen nicht zu entnehmen, ob

dabei entzündliche Infiltrate vorhanden waren oder nicht (BAEZ et al. 1999). Die

Pathogenese dieser Veränderungen bei den vier Katzen ist unklar. Es wurde jedoch

beschrieben, dass eine kontinuierliche Exposition des Immunsystems mit Antigenen

in eine persistierende Entzündung mit konsekutiver Fibrosierung münden kann

(NELSON et al. 1984; GUILFORD 1996). Die fibrotischen Läsionen der vier Katzen

stellen somit möglicherweise „Endzustände“ einer felinen IBD dar.

Bei drei Katzen (7,0 %) lag nur eine Gastritis mit einer gemischtzelligen oder

lympho-plasmazellulären Infiltration vor, während die restlichen Darmabschnitte

sowie die durchgeführten klinischen chemischen Untersuchungen unauffälig waren.

Dabei zeigten diese Katzen als klinische Befunde vor allem Vomitus, was

wahrscheinlich eine Folge der Entzündung ist. Es ist jedoch zu erwähnen, dass eine

dieser Katzen zusätzlich eine klinische Diarrhö aufwies, obwohl histologisch keine

Befunde zu erheben waren. Das wirft die Fragen auf, ob entzündliche

Diskussion 69

Veränderungen in den nicht-bioptierten Darmabschnitten vorlagen oder ob die

vorliegende Gastritis Einfluss auf die neuromuskuläre Aktivität genommen hat und es

so zu einer hypermotilitätsbedingten Diarrhö gekommen ist. Veränderungen

intestinaler Motilität wurden für eine akute Kolitis bei Hunden und bei experimentell

erzeugten Kolitiden bei Katzen beschrieben (MacPHERSON et al. 1978; SETHI u.

SARNA 1991). Es sei zudem erwähnt, dass es nicht ausgeschlossen werden kann,

dass die klinischen Symptome bei zwei der drei Katzen bedingt sein könnten durch

Veränderungen an der Leber, wie eine hydropische Degeneration von Hepatozyten

oder eine eitrige Hepatitis.

Drei Katzen (7,0 %) zeigten als auffälligste histopathologische Veränderung

intestinale Lymphangiektasien. In der vorliegenden Studie wiesen alle Biopsien des

Dünn- und Dickdarms Lymphangiektasien in mindestens einer Schicht der

Darmwand auf. Dabei waren die Lymphangiektasien begleitet von einem Ödem der

Lamina propria mucosae. Die mögliche Ursache dieser Lymphangiektasien und

Ödeme ist bei diesen Tieren unklar. Dabei können Ödeme der Lamina propria bei

Hunden und Katzen als Artefakte im Rahmen einer endoskopischen

Biopsieentnahme auftreten (WILCOCK 1992). Bei den vorliegenden Veränderungen

der drei Katzen handelt es sich wahrscheinlich jedoch nicht um einen

entnamebedingten Artefakt, wie es schon von KLEINSCHMIDT et al. (2006) bei

Hunden diskutiert wurde. Laut Literatur sollen Lymphangiektasien bei Katzen zudem

weitaus weniger häufig auftreten als bei Hunden (PETERSON u. WILLARD 2003).

Dabei kann es sich um eine primäre Erkrankung handeln (kongenital oder

idiopathisch) oder es liegt eine erworbene Erweiterung des Lymphsystems vor, z.B.

durch Blockierung lymphatischer Gefäße durch Entzündungen (IBD), Neoplasien

oder durch erhöhten venösen Druck (kongestive Herzerkrankungen) oder bei

portalem Hochdruck (PETERSON u. WILLARD 2003; TAMS 2003). Es kann nicht

ausgeschlossen werden, dass die Lymphangiektasien und Ödeme ohne erhöhte

Zellinfiltration Folge gesteigerter Gefäßpermeabilität sind, ausgelöst durch

freigesetzte Mediatoren von Entzündungszellen (z.B. Mastzellen) innerhalb der

Lamina propria. Zudem lagen in einzelnen extraintestinalen Biopsien Veränderungen

vor, welche Lymphangiektasien und Ödeme im GIT erklären könnten. So lag in

70 Diskussion

einem Fall eine portale Fibrose der Leber vor, welche eventuell einen portalen

Hochdruck bedingt haben könnte.

In 23,3 % der Fälle lag ein diffuses intestinales Lymphom vor. Die wichtigste

Differenzialdiagnose zum Lymphom ist die LPE/LPK. Die Infiltration tieferer

Wandabschnitte des Darms, z.B. der Tela submucosa und/oder der Tunica

muscularis, ist dabei hilfreich, eine Entzündung von einer neoplastischen Infiltration

zu unterscheiden (TAMS 1986b; EVANS et al. 2006). So zeigen die Ergebnisse der

vorliegenden Studie eindeutig den Vorteil der transmuralen Biopsiegewinnung sowie

der Entnahme extraintestinaler Proben wie es auch durch EVANS et al. (2006)

beschrieben wurde. In 13 von 15 betroffenen Biopsien konnte eine Ausbreitung der

lymphoiden neoplastischen Zellen über die Lamina propria hinaus in die Tela

submucosa beobachtet werden. Zudem zeigten fünf Biopsien eine über die

Submukosa hinaus gehende Infiltration mit Invasion der Tunica muscularis. Es ist

jedoch zu erwähnen, dass Lymphozyten und Plasmazellen auch beim Vorliegen

einer LPE/LPK in die Submukosa vordringen können, wie in der vorliegenden Studie

beschrieben. Eine transmurale Infiltration, bei der alle einzelnen Schichten der

Darmwand betroffen sind, wurde bei keinem LPE/LPK Fall dieser Studie beobachtet

im Gegensatz zum malignen Lymphom (34 %). Wie es durch TAMS (1986a, b)

beschrieben wurde, zeigte die vorliegende Studie, dass mesenteriale Lymphknoten

und die Leber häufig mitbetroffen sind vom neoplastischen Prozess, was die

Wichtigkeit der Probengewinnung dieser beiden Organe zur Diagnostik bekräftigt.

Wenn diese extraintestinalen Biopsien in der vorliegenden Studie nicht untersucht

worden wären, wäre in einem Fall wahrscheinlich die fehlerhafte Diagnose LPE

gestellt worden. Laut Literatur sind das Jejunum und das Ileum am häufigsten von

Lymphomen betroffen, was durch die vorliegende Studie bestätigt werden konnte

(TAMS 1986b; RICHTER 2003; EVANS et al. 2006). Wenn nur Magen, Duodenum

und Kolon bioptiert worden wären, wäre bei drei Katzen vermutlich lediglich eine

LPE/LPK diagnostiziert worden, aber kein intestinales Lymphom. Bei zwei dieser

Tiere befand sich das Lymphom im Jejunum und/oder Ileum oder lediglich in

extraintestinalen Biopsien. Allgemein lässt sich sagen, dass das Ileum das am

häufigsten betroffene Organ ist und dass es beim Vorliegen des Verdachtes auf ein

Diskussion 71

Lymphom immer beprobt werden sollte. Es ist beschrieben worden, dass ein

intestinales Lymphom aus einer vorliegenden LPE entstehen kann (WILCOCK 1992;

TAMS 1993; GUILFORD 1996). Drei der Katzen dieser Studie mit malignem

Lymphom wiesen eine gering- bis zum Teil hochgradige LPE oder LPK in

angrenzenden Darmabschnitten auf, was für eine mögliche Progression des

Lymphoms aus einer bestehenden Entzündung spricht.

Bei zwei Katzen (4,7 %) konnte ein Mastzelltumor nachgewiesen werden. Eine

dieser Katzen zeigte in drei von fünf Biopsien lediglich eine eosinophile Enteritis,

während in der Lamina propria des Kolons der Mastzelltumor vorlag. Es ist in der

Literatur beschrieben, dass die Infiltration mit eosinophilen Granulozyten derart

massiv sein kann, dass der Mastzelltumor maskiert wird, und die Diagnose einer

eosinophilen Enteritis gestellt wird. Bei der zweiten Katze lag der Mastzelltumor

lediglich im Lymphonodus jejunalis vor. Wenn nur endoskopisch gewonnene

Biopsien des GITs vorgelegen hätten, wäre in diesem Fall ein LPE diagnostiziert

worden.

Eine Katze wies trotz chronischer klinischer Symptomatik keine histopathologischen

Veränderungen auf. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass diese Biopsien

ohne histopathologischen Befund aus der Nachbarschaft möglicherweise erkrankter

Darmabschnitte entnommen wurden. Zudem lagen bei diesem Tier keine abnormen

Veränderungen des Blutbildes oder der klinischen chemischen Untersuchung vor, so

dass die Ursache der klinischen Symptome unklar blieb. Generell kann nicht

ausgeschlossen werden, dass die histopathologischen Veränderungen bei feliner

IBD multifokal im GIT verteilt sind. Ein derartiges diagnostisches Problem kann

weder mittels Endoskopie noch durch Laparotomie mit anschließender

Probengewinnung gelöst werden.

Die vorliegende Studie zeigte, dass die Gewinnung transmuraler Biopsien aus allen

GIT-Abschnitten und die Beprobung extraintestinaler Organe hilfreich sind in der

Diagnostik intestinaler Neoplasien wie z.B. des malignen Lymphoms oder von

Mastzelltumoren. Insbesondere die Beprobung von Mesenteriallymphknoten hat sich

als besonders hilfreich herausgestellt. Die feline IBD kann sowohl durch

endoskopisch als auch durch laparoskopisch gewonnene Proben histopathologisch

72 Diskussion

diagnostiziert werden, allerdings ist die Wahrscheinlichkeit einer Fehldiagnose bei

endoskopisch gewonnenen Proben insbesondere im Hinblick auf die wichtigste

Differenzialdiagnose, nämlich das maligne Lymphom, größer. Weiterhin zeigte die

vorliegende Studie, dass chronische Enteropathien der Katze histopathologisch am

häufigsten entzündlicher Natur sind, die unter dem Begriff IBD subsummiert werden

können.

4.2 Strukturelle und funktionelle Komponenten des felinen enteralen Nervensystems bei gesunden Katzen und bei Katzen mit chronischen entzündlichen und nicht- entzündlichen Erkrankungen des Magen-Darmtraktes

Das enterische Nervensystem (ENS) besteht aus weit über 100 Millionen von

Neuronen und vier bis zehn Mal so vielen glialen Zellen (SCHEMANN u. NEUNLIST

2004). Es ist organisiert in einen submukosalen Plexus (Meissner Plexus) und einen

myenterischen Plexus (Auerbach Plexus) (GRUNDY et al. 2006), und es arbeitet

unabhängig vom zentralen Nervensystem (ZNS). Die chronischen entzündlichen

Darmerkrankungen (Inflammatory Bowel Disease, IBD) der Katze stellen einen

Komplex von chronischen Erkrankungen unbekannter Ätiologie und Pathogenese

dar. Bei der IBD des Menschen kommt es zu Veränderungen der

elektrophysiologischen Eigenschaften, zu Änderungen der neurochemischen

Kodierung und zur Störung bzw. Schädigung des ENS (NEUNLIST et al. 2008).

Publikationen über die Architektur des ENS bei Katzen mit chronischen

gastrointestinalen Symptomen und eine mögliche Beteiligung des ENS an der

Pathogenese fehlen in der gegenwärtigen Literatur. Die Ziele der hier vorliegenden

retrospektiven Studie waren: 1.) die Analyse der Verteilung zellulärer Elemente des

ENS bei gesunden Katzen mittels immunhistologischer Methoden, und 2.) die

Evaluation struktureller und funktioneller Veränderungen des ENS an 33 Katzen mit

chronischen gastrointestinalen Symptomen.

Diskussion 73

Durch die Verwendung von Antikörpern gegen die Neuronen-spezifische Enolase

(NSE), phosphorylierte Neurofilamente (PN) und nicht-phosphorylierte

Neurofilamente (NPN) konnte in der vorliegende Studie unterschiedliche

ganglionierte und aganglionierte Plexūs des felinen ENS nachgewiesen werden.

Soweit aus der gegenwärtigen Literatur ersichtlich existieren lediglich

Beschreibungen für die ganglionierten Plexūs der Katze und anderer Spezies wie

das Schwein, das Meerschweinchen und das Opossum (GUNN 1968; STACH 1978;

CHRISTNSEN u. RICK 1987). Dabei beschränken sich die Untersuchungen auf

histochemische Techniken und Versilberungen. Anti-NSE Antikörper färbten in der

Immunhistologie neuronale Somata in der Tela submucosa und Tunica muscularis.

Dabei kann anhand der Lage der Zellkörper der Plexus submucosus in einen oberen,

der Lamina muscularis mucosae angelagerten Plexus submucosus internus, und in

einen an die Tunica muscularis angrenzenden Plexus submucosus externus

unterteilt werden. Neuronale Zellkörper konnten in der Tela subserosa nicht

nachgewiesen werden, jedoch färbten sich kleine Fasern positiv an. Mit Antikörpern

gegen NPN und PN ist es möglich neuronale Strukturelemente des felinen

Nervensystems anzufärben, was bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt in der Literatur

nicht beschrieben ist. NPN (markiert durch den Antikörper SMI311) färbte neuronale

Zellkörper und Stränge. Ob es sich bei diesen Strängen um angefärbte Dendriten

handelt ist unklar, aber größere Säugetiere wie das Schwein, das Schaf oder auch

der Mensch weisen dendritische Strukturen im ENS auf, während kleinere Tiere wie

Mäuse keine Dendriten zeigen (zusammengefasst durch QU et al. 2008). PN

Immunreaktivität (IR), angefärbt durch den Antikörper SMI 312, zeigte sich als

fibrilläre Struktur ähnlich neuronalen Axonen. Fasst man die immunhistochemischen

Ergebnisse mit Antikörpern gegen NSE und Neurofilamente (NF) zusammen, unter

Berücksichtigung der Ergebnisse für GFAP, so lassen sich drei unterschiedliche

ganglionierte Plexūs (Plexus submucosus internus, Plexus submucosus externus

und Plexus myentericus) und zwei aganglionierte Plexūs (Plexus mucosus und

subserosaler Plexus) mit horizontalen und vertikalen Verbindungen zwischen den

einzelnen Plexūs oder Neuronen in der felinen Darmwand nachweisen. Diese

Beobachtungen entsprechen Beschreibungen bei anderen domestizierten Tieren wie

74 Diskussion

dem Schwein, dem Hund, dem Meerschweinchen und dem Opossum sowie dem

Menschen (GUNN 1968; STACH 1978; CHRISTENSEN u. RICK 1987;

SCHEUERMANN et al. 1989; FURNESS et al. 1990; HANSEN 2003a).

Erwähnenswert ist, dass mittels der immunhistochemischen Technik die einzelnen

Plexūs leichter aufzufinden sind als im normalen Hämatoxylin und Eosin (HE)

gefärbten Schnittpräparat. Zudem sei genannt, dass es nicht ausgeschlossen

werden kann, dass es sich bei einzelnen NSE-positiven Strukturen der Lamina

propria um Zellen des neuroendokrinen Netzwerkes handelt (BISHOP et al. 1982).

Anti-GFAP Antikörper färbten zelluläre Elemente, welche kleiner waren als Neurone

und in unmittelbarer Nachbarschaft zu diesen lagen. Aufgrund ihrer

Färbeeigenschaften ähneln diese GFAP-positiven Zellen Astrozyten des ZNS

(BJÖRKLUND et al. 1984). Die glialen Zellen ließen sich in allen oben genannten

ganglionierten Plexūs nachweisen. In den aganglionierten Plexūs zeigte sich eine

strangartige IR. Ob es sich dabei um Zellkörper oder nur um Fortsätze gliale Zellen

handelt ist unklar. Ähnlich den Funktionen der Astrozyten des ZNS könnten gliale

Zellen des ENS Neurone schützen, kontrollieren oder regulieren und z.B. eine

Protektion gegen oxidativen Stress ausüben (ABDO et al. 2010).

Die Expression des VIPs zeigte sich in neuronalen Zellkörpern des Plexus mucosus,

submucosus und myentericus, wie es auch durch DOMOTO et al. (1984)

beschrieben wurde. VIP führt zur Relaxierung glatter Muskelzellen sowie zur

Dilatation von Blutgefäßen und steigert die intestinale Sekretion (WOOD 2002). Die

Färberesultate der Tunica serosa waren derart variabel, dass eine endgültige

Aussage über das Vorkommen von VIP nicht erfolgen konnte.

Die immunhistologisch untersuchten Katzen mit chronischen gastrointestinalen

Erkrankungen zeigten Veränderungen in strukturellen und funktionellen Parametern

des ENS. So wiesen Katzen mit lympho-plasmazellulärer Enteritis (LPE) eine

signifikannte Reduktion der Expression von GFAP und VIP in allen betroffenen

Biopsien auf. Zudem zeigten die meisten Biopsien ebenfalls eine signifikante

Reduktion der NSE IR im Vergleich zu Kontrolltieren sowie reduzierte PN Expression

in allen betroffenen intestinalen Proben.

Diskussion 75

Die Reduktion von GFAP könnte hinweisend auf eine reduzierte Zahl bzw.

Schädigung enterischer glialer Zellen sein wie es beim Morbus Crohn des

Menschen, der nekrotisierenden Enterokolitis oder bei Ratten mit Diabetes mellitus

beschrieben wurde (BUSH 2002; NEUNLIST et al. 2008; LIU et al. 2009). Bei der

felinen IBD könnte eine gestörte intestinale Barriere ein wichtiger Aspekt in der

Pathogenese sein. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass enterische

gliale Zellen einen protektiven Einfluss auf die Homöostase des intestinalen Epithels

mit Festigung der Barrierefunktion haben. Eine Schädigung und/oder ein funktioneller

Defekt enterischer glialer Zellen könnte beteiligt sein an der Pathogenese der felinen

IBD mit gestörter intestinaler Barriere, möglicherweise durch deregulierte Tight-

Junctions und konsekutiver erhöhter Empfänglichkeit gegenüber intestinalen

Pathogenen (SAVIDGE et al. 2007; VAN LANDEGHEM et al. 2009; BACH-NGOHOU

et al. 2010). Die genetisch bedingte Ablation GFAP-positiver Zellen bei Mäusen

führte zu einer hämorrhagischen Jejuno-Ileitis, was die Bedeutung der glialen Zellen

in der Regulation der intestinalen Homöostase hervorhebt. Der Verlust oder die

Fehlfunktion enterischer Gliazellen bei den genannten Mäusen führte zur

Degeneration von Neuronen des Plexus myentericus, möglicherweise durch den

Verlust trophischer oder neuroprotektiver Faktoren (BUSH et al. 1998).

Die Reduktion von NSE, PN und VIP bei Katzen mit LPE könnte auf eine Alteration

des enterischen Nervensystems deuten. NSE ist ein Enzym der Glykolyse und seine

Konzentration steigt und sinkt möglicherweise mit dem neuronalen Energiebedarf.

Die Reduktion könnte deshalb auch einen unterschiedlichen energetischen Status

der Zellen darstellen oder es handelt sich um einen Indikator für neuronale

Degeneration. Unklar bleibt allerdings, ob die reduzierte IR durch intrazellulären

Verlust des Enzyms oder durch neuronale Degeneration zustande kommt. Die

reduzierte IR von PN deutet ebenfalls auf eine Störung des ENS hin. CARDEN et al.

(1987) stellten die Hypothese auf, dass die Phosphorylierung von Neurofilamenten

zur axonalen Stabilität beiträgt. Dementsprechend könnte eine reduzierte PN

Expression ein Indiz für einen axonalen Schaden oder axonale Destabilisierung sein.

76 Diskussion

Im Gegensatz zu der vorliegenden Studie wurden erhöhte NSE Expressionen bei

den chronischen entzündlichen Erkrankungen des Menschen, wie z.B. Morbus Crohn

oder der Zoeliakie (LEONARD et al. 1995) festgestellt. Wahrscheinlich liegt bei den

genannten Erkrankungen eine Hypertrophie oder Hyperplasie von Neuronen vor. Die

Reduktion von NSE in der vorliegenden Studie könnte ursächlich sein für eine

gestörte intestinale Motilität oder Funktion.

Die bei Morbus Crohn beobachteten erhöhten Expressionen von VIP dienen

möglicherweise dazu, die intestinale Entzündung unter Kontrolle zu halten, die

intestinale Barriere wiederherzustellen und die Neurone zu protektieren (NEUNLIST

et al. 2008). Im Umkehrschluss würde das für die vorliegende Studie bedeuten, dass

aufgrund herabgesetzter VIP Expressionen bei LPE die intestinale Barrierefunktion

herabgesetzt ist und dass eine reduzierte Neuroprotektion vorliegt. VIP ist assoziiert

mit einer Deaktivierung von Lymphozyten und der Verlust von VIP stoppt die

Reduzierung einer intestinalen Entzündung (PASCUAL et al. 1994). Neben der

Herabregulierung von Entzündungen gehört auch eine herabgesetzte Immunglobulin

A Sezernierung (STANISZ et al. 1986; NEWMAN et al. 2005; NEUNLIST et al.

2008). Die Reduktion von VIP in der vorliegenden Studie könnte somit zu einer

Entstehung oder Unterhaltung einer intestinalen Entzündung führen bzw. beitragen.

Erniedrigte VIP Expressionen wurden mit Veränderungen des GITs beschrieben,

welche mit einer persistierenden Kontraktion aufgrund des Verlustes inhibitorischer

Neurone einhergehen, wie Morbus Hirschsprung oder die Achalasie des Menschen

(MEARIN et al. 1993; VANDERWINDEN et al. 1993). Dementsprechend könnten die

reduzierten VIP Expressionen an der klinisch zu beobachtenden Diarrhö der Katzen

dieser Studie beteiligt sein, möglicherweise durch eine Störung der intestinalen

Motilität. VIP ist einer der Hauptneurotransmitter inhibitorischer Neurone des ENS

und ist der einzige funktionelle Marker, der in der vorliegenden Studie angewendet

wurde. Ein weiterer wichtiger funktioneller Marker exzitatorischer Neurone ist die

Substanz P. Versuche unterschiedliche Substanz P-spezifische Antikörper mittels

Immunhistochemie an formalin-fixiertem, paraffin-eingebetteten Gewebe zu

etablieren verliefen jedoch negativ und neuronale Strukturen konnten nicht angefärbt

werden.

Diskussion 77

Katzen mit eosinophiler Gastroenterokolitis (EGEK) zeigten eine von bei Katzen

mit LPE abweichende IR. So zeigten alle betroffenen Biopsien eine signifikante

Reduzierung von PN, was auf eine Störung oder Schädigung des neuronalen

Zytoskeletts deutet. TSUNODA et al. (2003) beschreiben bei einer viral-induzierten

Demyelinisierung eine herabgesetzte Expression von phosphorylierten NF, was

vermutlich das Bild eines Axonschadens widerspiegelte. Dieser mögliche axonale

Schaden könnte dabei Folge einer Entzündung sein oder aber Bestandteil einer

Selbstzerstörung im Rahmen eines möglichen Abwehrmechanismuses (TSUNODA

2008). Veränderungen in der Expression von NF könnten das morphologische

Korrelat einer Desintegration des Zytoskeletts mit Verlust des normalen

Axontransports sein. Die meisten der untersuchten Biopsien der vorliegenden Studie

zeigten zudem signifikant reduzierte NSE und VIP Expressionen. Dieses deutet

möglicherweise auf eine Schädigung oder funktionelle Störung des ENS hin. Im

Gegensatz zu Katzen mit LPE sind die Expressionen von GFAP lediglich in

betroffenen Mägen von Katzen mit EGEK signifikant reduziert. Das bedeutet, dass

bei Katzen mit EGEK eine Störung oder Schädigung enterischer glialer Zellen keine

oder zumindest nur eine untergeordnete Rolle spielt und dass die Pathogenese

dieser Erkrankung von der Entstehung einer LPE abweicht.

Mit Ausnahme der Magen-Biopsien wiesen alle betroffenen Proben von Katzen mit

fibrosierender Enteropathie (FE) eine reduzierte Expression der neuronalen

Marker NSE, NPN, PN und VIP auf. Diese Reduzierung kann jedoch nicht durch die

Fibrose allein erklärt werden, da ja nur die Lamina propria eine bandartige Fibrose

aufweist. Intestinale mukosale Fibrosen sind in der Literatur sowohl für den Hund als

auch für die Katze beschrieben. Dabei kann die Fibrose bei Tieren mit LPE/LPK bis

hin zur Striktur des GITs führen (NELSON et al. 1984; DENNIS et al. 1993; BAEZ et

al. 1999). Die Pathogenese der Fibrose der vier Katzen der vorliegenden Studie ist

unbekannt. Beschrieben ist, dass eine kontinuierliche Exposition des Immunsystems

mit Antigenen in einer dauerhaften Entzündung resultiert, mit eventueller Fibrose

(NELSON et al. 1984; GUILFORD 1996). In einer kürzlich veröffentlichen Publikation

werden erhöhte Anzahlen an Tryptase-positiven Mastzellen bei Katzen mit FE

78 Diskussion

beschrieben (KLEINSCHMIDT et al. 2010). Während einer chronischen Entzündung

können sogenannte Neurotoxine wie das Major Basic Protein, das Eosinophil-

specific Cationic Protein, das Eosinophil-derived Neurotoxin oder die Eosinophil

Peroxidase, durch Mastzellen und eosinophile Granulozyten freigesetzt werden,

eventuell mit konsekutiver neuronaler Schädigung (LEONARD et al. 1995). Derartige

mögliche Vorgänge könnten zu einer reduzierten Expression neuronaler Marker

führen. Die herabgesetzte Expression dieser Marker in der vorliegenden Studie

könnte eine mögliche „end-stage“ Läsion eines beendeten entzündlichen Prozesses

darstellen, mit Störung oder Verlust enterischer Neurone. Zu nennen ist, dass bei

den hier untersuchten Fällen die GFAP Expression nicht signifikant reduziert war,

was auf eine mögliche gliale Regeneration oder eine rein neuronale Schädigung

schliessen lässt.

Bei den untersuchten Fällen mit einem intestinalen Lymphom lag eine hohe

Variabilität der Expression der einzelnen Marker vor. Konstante Veränderungen

konnten lediglich für reduzierte PN und erhöhte NPN Expressionen beobachtet

werden. Wie schon für die Veränderungen an Katzen mit EGEK beschrieben ist die

Akkumulation oder der Verlust von Neurofilamenten in neuronalen Strukturen

assoziiert mit axonaler Schädigung, wie es für Morbus Crohn des Menschen

beschrieben wurde (BELAI et al. 1997). Acht von 15 der betroffenen Biopsien zeigten

eine Infiltration von Tumorzellen in unmittelbarer Nachbarschaft zu enterischen

Ganglien. Eventuell ist es dabei zu einer direkten Schädigung enteraler Ganglien

gekommen oder zu einer Interferenz der neoplastischen Zellen mit Neuronen. In den

Biopsien, in denen keine direkte Kolokalisation von Neuronen und Tumorzellen

vorlag, kann über das Vorliegen eines paraneoplastischen Prozesses spekuliert

werden, welcher möglicherweise zu einer veränderten IR der Neurone geführt haben

könnte.

Abschließend lässt sich sagen, dass sich das feline ENS zusammensetzt aus drei

ganglionierten Plexūs (Plexus submucosus internus, Plexus submucosus externus

Diskussion 79

und Plexus myentericus). Zudem liegen zwei aganglionierte Plexūs vor (Plexus

mucosus und subserosaler Plexus).

Bei Katzen mit chronischen gastrointestinalen Erkrankungen kommt es zu einer

Veränderung der Expression neuronaler und/oder glialer Marker bei entzündlichen

bzw. neoplastischen Erkrankungen wie z.B. der LPE, der EGEK, der FE bzw. dem

malignen Lymphom, was auf unterschiedliche Pathogenesemechanismen bei den

einzelnen Formen deutet. Strukturelle und funktionelle Störungen des ENS könnten

zu den klinisch beobachteten Symptomen wie Vomitus oder Diarrhö beitragen.

Weitere Untersuchungen im Hinblick auf Veränderungen in der Anzahl der Neurone

oder glialen Zellen sowie die Erforschung funktioneller Veränderungen der enteralen

Neurone bzw. Gliazellen bei Katzen mit chronischen entzündlichen Magen-

Darmerkrankungen wären wünschenswert.

80 Diskussion

5. Literaturverzeichnis

Abdo, H., P. Derkinderen, P. Gomes, J. Chevalier, P. Aubert, D. Masson, J. P.

Galmiche, P. Vanden Berghe, M. Neunlist u. B. Lardeux (2010): Enteric glial

cells protect neurons from oxidative stress in part via reduced glutathione.

FASEB J. 24, 1082-1094.

Bach-Ngohou, K., M. M. Mahe, P. Aubert, S. Boni, H. Abdo, A. Bourreille, M. G.

Denis, B. Lardeux, M. Neunlist u. D. Masson (2010): Enteric glia modulate

epithelial cell proliferation and differentiation through 15-deoxy-

{triangleup}12,14-prostaglandin J2.

J. Physiol. (Paris) 558(Pt14), 2533-2544.

Baez, J. L., M. J. Hendrick, L. M. Walker u. R. J. Washabau (1999): Radiographic,

ultrasonographic, and endoscopic findings in cats with inflammatory bowel

disease of the stomach and small intestine: 33 cases (1990-1997).

J. Am. Vet. Med. Assoc. 215, 349-354.

Belai, A., P. B. Boulos, T. Robson u. G. Burnstock (1997): Neurochemical coding in

the small intestine of patients with Crohn's disease.

Gut 40, 767-774.

Bishop, A. E., J. M. Polak, P. Facer, G. L. Ferri, P. J. Marangos, A. G. E. Pearse

(1982): Neuron specific enolase: A common marker for the endocrine cells and

innervation of the gut and pancreas.

Gastroenterology 83, 902-915.

Björklund, H., D. Dahl, u. A. Seiger (1984): Neurofilament and glial fibrillary acid

protein-related immunoreactivity in rodent enteric nervous system.

Neuroscience 12, 277-287.

Literaturverzeichnis 81

Bush, T. G., T. C. Savidge, T. C. Freeman, H. J. Cox, E. A. Campbell, L. Mucke, M.

H. Johnson u. M. V. Sofroniew (1998): Fulminant jejuno-ileitis following ablation

of enteric glia in adult transgenic mice.

Cell 93, 189-201.

Bush, T. G. (2002): Enteric glial cells. An upstream target for induction of necrotizing

enterocolitis and Crohn's disease?

Bioessays 24, 130-140.

Carden, M.J., J. Q. Trojanowski, W. W. Schlaepfer u. V. M. Lee, (1987): Two-stage

expression of neurofilament polypeptides during rat neurogenesis with early

establishment of adult phosphorylation patterns.

J. Neurosci. 7, 3489-3504.

Christensen, J. u. G. A. Rick (1987): Intrinsic nerves in the mammalian colon:

confirmation of a plexus at the circular muscle-submucosal interface.

J. Auton. Nerv. Syst. 21, 223-231.

Craig, L. E., E. E. Hardam, D. M. Hertzke, B. Flatland, B. W. Rohrbach u. R. R.

Moore (2009): Feline gastrointestinal eosinophilic sclerosing fibroplasia.

Vet. Pathol. 46, 63-70.

Day, M. J., T. Bilzer, J. Mansell, B. Wilcock, E. J. Hall, A. Jergens, T. Minami, M.

Willard u. R. Washabau (2008): Histopathological standards for the diagnosis of

gastrointestinal inflammation in endoscopic biopsy samples from the dog and

cat: a report from the World Small Animal Veterinary Association

Gastrointestinal Standardization Group.

J. Comp. Pathol. 138 (suppl 1), 1-43.

Delgado, M. (2003): VIP: a very important peptide in T helper differentiation.

Trends Immunol. 24, 221-224.

82 Literaturverzeichnis

Dennis, J. S., J. M. Kruger u. T. P. Mullaney (1992): Lymphocytic/plasmacytic

gastroenteritis in cats: 14 cases (1985-1990)

J. Am. Vet. Med. Assoc. 200, 1712-1718.

Dennis, J. S., J. M. Kruger u. T. P. Mullaney (1993): Lymphocytic/plasmacytic colitis

in cats: 14 cases (1985-1990).

J. Am. Vet. Med. Assoc. 202, 313-318.

Domoto, T., T. Gonda, M. Oki u. N. Yanaihara (1984): Coexistence of substance P-

and methionine5-enkephalin-like immunoreactivity in nerve cells of the

myenteric ganglia in the cat ileum.

Neurosci. Lett. 47, 9-13.

Evans, S. E., J. J. Bonczynski, J. D. Broussard, E. Han u. K. E. Baer (2006):

Comparison of endoscopic and full-thickness biopsy specimens for diagnosis of

inflammatory bowel disease and alimentary tract lymphoma in cats.

J. Am. Vet. Med. Assoc. 229, 1447-1450.

Finegold, S. M., H. R. Attebry u. V. L. Sutter (1974): Effect of diet on human fecal

flora: Comparison of Japanese and American diets.

Am. J. Clin. Nutr. 27, 1456-1469.

Furness, J. B., K. C. Lloyd, C. Sternini u. J. H. Walsh (1990): Projections of

substance P, vasoactive intestinal peptide and tyrosine hydroxylase

immunoreactive nerve fibres in the canine intestine, with special reference to the

innervation of the circular muscle.

Arch. Histol. Cytol. 53, 129-140.

Geboes, K. u. S. Collins (1998): Structural abnormalities of the nervous system in

Crohn's disease and ulcerative colitis.

Neurogastroenterol. Motil. 10, 189-202.


Gross, K. J. u. C. Pothoulakis (2007): Role of neuropeptides in inflammatory bowel

disease.

Inflamm. Bowel Dis. 13, 918-932.

Grundy, D., E. D. Al-Chaer, Q. Aziz, S. M. Collins, M. Ke, Y. Taché u. J. D. Wood

(2006): Fundamentals of neurogastroenterology: basic science.


Guilford, W. G. (1996): Idiopathic inflammatory bowel disease.

In: W. G. Guilford, S. A. Center, D. R. Strombeck, D. A. Williams u. D. J. Meyer

(Hrsg.): Strombeck´s Small Animal Gastroenterology. 3. Aufl., W. B. Saunders,

Philadelphia, S. 451-486.

Gunn, M. (1968): Histological and histochemical observations on the myenteric and

submucous plexuses of mammals.

J. Anat. 102, 223-239.

Hall, E. J. u. K. W. Simpson (2000): Diseases of the small intestine.

In: S. J. Ettinger u. E. C. Feldman (Hrsg.): Textbook of Veterinary Internal

Medicine. 5. Aufl., W. B. Saunders, Philadelphia, S. 1182-1238.

Hansen, M. B. (2003a): The enteric nervous system I: organisation and classification.

Pharmacol. Toxicol. 92, 105-113.

Hansen, M. B. (2003b): The enteric nervous system II: gastrointestinal functions.

Pharmacol. Toxicol. 92, 249-257.

Hendrick, M. (1981): A spectrum of hypereosinophilic syndromes exemplified by six

cats with eosinophilic enteritis.

Vet. Pathol. 18, 188-200.


Jacobs, G., L. Collins-Kelly, M. Lappin u. D. Tyler (1990): Lymphocytic-plasmacytic

enteritis in 24 dogs.

J. Vet. Intern. Med. 4, 45-53.

Jergens, A. E. (1992): Feline idiopathic inflammatory bowel disease.

Compend. Contin. Educ. Pract. Vet. 14, 509-518.

Jergens, A. E., F. M. Moore, J. S. Haynes u. K. G. Miles (1992): Idiopathic

inflammatory bowel disease in dogs and cats: 84 cases (1987-1990).

J. Am. Vet. Med. Assoc. 201, 1603-1608.

Jergens, A. E. (1999): Inflammatory bowel disease. Current perspectives.

Vet. Clin. North Am. Small Anim. Pract. 29, 501-521.

Jergens, A. E., Y. Gamet, F. M. Moore, Y. Niyo, C. Tsao u. B. Smith (1999): Colonic

lymphocyte and plasma cell populations in dogs with lymphocytic-plasmacytic

colitis.

Am. J. Vet. Res. 60, 515-520.

Jergens, A. E. u. M. D. Willard (2000): Diseases of the large intestine.

In: S. J. Ettinger u. E. C. Feldman (Hrsg.): Textbook of Veterinary Internal

Medicine. 5. Aufl., W. B. Saunders, Philadelphia, S. 1238-1256.

Jergens, A. E. (2002): Feline inflammatory bowel diseases – current perspectives on

etiopathogenesis and therapy.

J. Feline Med. Surg. 4, 175-178.

Kleinschmidt, S., F. Meneses, I. Nolte u. M. Hewicker-Trautwein (2006):

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.


Kleinschmidt, S., J. Harder, I. Nolte, S. Marsilio u. M. Hewicker-Trautwein (2010):

Phenotypical characterization, distribution and quantification of different mast

cell subtypes in transmural biopsies from the gastrointestinal tract of cats with

inflammatory bowel disease.

Vet. Immunol. Immunopathol. 137, 190-200.

Lecoindre, P. u. M. Chevallier (1997): Contribution to the study of feline inflammatory

bowel disease: 51 cases (1991-1994).

Rev. Med. Vet. (Toulouse) 148, 893-902.

Leib, M. S., D. P. Sponenberg, J. R. Wilcke u. A. S. Loar (1986): Suppurative colitis

in a cat.

J. Am. Vet. Med. Assoc. 188, 739-741.

Leonard, N., D. O. Hourihane u. A. Whelan (1995): Neuroproliferation in the mucosa

is a feature of coeliac disease and Crohn's disease.

Gut 37, 763-765.

Liebich, H.-G. (1993): Verdauungsapparat.

In: H.-G. Liebich (Hrsg.): Funktionelle Histologie: Farbatlas und Kurzlehrbuch der

mikroskopischen Anatomie der Haussäugetiere. 2. Aufl.

F. K. Schattauer Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart, S. 165-193.

Liem, R. K., S. H., Yen, G. D. Salomon u. M. L. Shelanski (1978): Intermediate

filaments in nervous tissues.

J. Cell Biol. 79, 637-645.

Liu, W., W. Yue u. R. Wu (2009): Effects of diabetes on expression of glial fibrillary

acidic protein and neurotrophins in rat colon.

Auton. Neurosci. 154, 79-83.


MacPherson, B. R., N. L. Shearin u. C. J. Pfeiffer (1978): Experimental diffuse colitis

in cats: observations on motor changes.

J. Surg. Res. 25, 42-49.

Magne, M. J. (1992): Pathophysiology of inflammatory bowel disease.

Semin. Vet. Med. Surg. Small Anim. 7, 112-116.

Mahony, O. M., A. S. Moore, S. M. Cotter, S. J. Engler, D. Brown u. D. G. Penninck

(1995): Alimentary lymphoma in cats: 28 cases (1988-1993).

J. Am. Vet. Med. Assoc. 207, 1593-1598.

Mearin, F., M. Mourelle, F. Guarner, A. Salas, V. Riveros-Moreno, S. Moncada u. J.

R. Malagelada (1993): Patients with achalasia lack nitric oxide synthase in the

gastro-oesophageal junction.

Eur. J. Clin. Invest. 23, 724-728.

Metwali, A., A. M. Blum, L. Ferraris, J. S. Klein, C. Fiocchi u. J. V. Weinstock (1994):

Eosinophils within the healthy or inflamed human intestine produce substance P

and vasoactive intestinal peptide.

J. Neuroimmunol. 52, 69-78.

Münster, M. (1995): Die lympho-plasmazelluläre Enteritis bei Hund und Katze –

klinische Befunde und Therapieergebnisse.

Kleintierpraxis 49, 581-590.

Nelson, R. W., M. E. Dimperio u. G. G. Long (1984): Lymphocytic-plasmacytic colitis

in the cat.

J. Am. Vet. Med. Assoc. 184, 1133-1135.


Neunlist, M., L. Van Landeghem, A. Bourreille u. T. Savidge (2008): Neuro-glial

crosstalk in inflammatory bowel disease.

J. Intern. Med. 263, 577-583.

Newman, R., N. Cuan, T. Hampartzoumian, S. J. Connor, A. R. Lloyd u. M. C. Grimm

(2005): Vasoactive intestinal peptide impairs leucocyte migration but fails to

modify experimental murine colitis.

Clin. Exp. Immunol. 139, 411-420.

Pascual, D. W., H. Kiyono u. J. R. McGhee (1994): The enteric nervous and immune

systems: interactions for mucosal immunity and inflammation.

Immunomethods 5, 56-72.

Peterson, P. B. u. M. D. Willard (2003): Protein-Losing Enteropathies.

Vet. Clin. North Am. Small. Anim. Pract. 33, 1061-1082.

Qu, Z. D., M. Thacker, P. Castelucci, M. Bagyánszki, M. L. Epstein u. J. B. Furness

(2008): Immunohistochemical analysis of neuron types in the mouse small

intestine.

Cell Tissue Res. 334, 147-161.

Richter, K. P. (2003): Feline gastrointestinal lymphoma.


Savidge, T. C., P. Newman, C. Pothoulakis, A. Ruhl, M. Neunlist, A. Bourreille, R.

Hurst u. M. V. Sofroniew (2007): Enteric glia regulate intestinal barrier function

and inflammation via release of S-nitrosoglutathione.


Schemann, M. u. M. Neunlist (2004): The human enteric nervous system.

Neurogastroenterol. Motil. 16 Suppl 1, 55-59.


Scheuermann, D. W., W. Stach, J. P Timmermans, D. Adriaensen u. M. H. De

Groodt-Lasseel (1989): Neuron-specific enolase and S-100 protein

immunohistochemistry for defining the structure and topographical relationship

of the different enteric nerve plexuses in the small intestine of the pig.

Cell Tissue Res. 256, 65-75.

Schmechel, D., P. J. Marangos u. M. Brightman (1978): Neurone-specific enolase is

a molecular marker for peripheral and central neuroendocrine cells.

Nature 276, 834-836.

Schummer, A. u. K.-H. Habermehl (1995): Verdauungsorgane.

In: K.-H. Habermehl, B. Vollmerhaus u. H. Wilkens (Hrsg.): Lehrbuch der

Anatomie der Haustiere. 7. Aufl., Blackwell Wissenschaftsverlag, Berlin, Bd. 2,

S. 19-118.

Sethi, A. K. u. S. K. Sarna (1991): Colonic motor activity in acute colitis in conscious

dogs.


Shales, C. J., J. Warren, D. M. Anderson, S. J. Baines u. R. A. S. White (2005):

Complications following full-thickness small intestinal biopsy in 66 dogs: A

retrospective study.

J. Small. Anim. Pract. 46, 317-321.

Sharp, G. A., G. Shaw u. K. Weber (1982): Immunoelectronmicroscopical localization

of the three neurofilament triplet proteins along neurofilaments of cultured dorsal

root ganglion neurones.

Exp. Cell Res. 137, 403-413.


Sherding, R. G. (2003): Diseases of the large intestine.

In: T. R. Tams (Hrsg.): Handbook of Small Animal Gastroenterology. 2. Aufl.,

W. B. Saunders, Philadelphia, S. 251-285.

Smith, H. W. (1965): Observations on the flora of the alimentary tract of animals and

factors affecting its composition.

J. Pathol. Bacteriol. 89, 95-122.

Stach, W. (1978): The vascularization of the submucous external plexus

(Schabadasch) and the submucous internal plexus (Meissner) in the small

intestine of swine and cat. Acta Anat. 101, 170-178.

Stanisz, A. M., D. Befus u. J. Bienenstock (1986): Differential effects of vasoactive

intestinal peptide, substance P, and somatostatin on immunoglobulin synthesis

and proliferations by lymphocytes from Peyer's patches, mesenteric lymph

nodes, and spleen.

J. Immunol. 136, 152-156.

Strombeck, D. R. (1996): Small and large intestine: Normal structure and function.

In: W. G. Guilford (Hrsg.): Strombeck´s Small Animal Gastroenterology. 3. Aufl.

W. B. Saunders, Philadelphia, S. 318-350.

Tams, T. R. (1986a): Chronic feline inflammatory bowel disorders. Part I. Idiopathic

inflammatory bowel disease.


Tams, T. R. (1986b): Chronic feline inflammatory bowel disorders. Part II. Feline

eosinophilic enteritis and lymphosarcoma.



Tams, T. R. (1993): Feline inflammatory bowel disease.

Vet. Clin. North Am. Small Anim. Pract. 23, 569-586.

Tams, T. R. (2003): Chronic diseases of the small intestine.

In: T. R. Tams (Hrsg.): Handbook of Small Animal Gastroenterology, 2. Aufl.,

Elsevier, Philadelphia, S. 211-250.

Tsunoda, I., L. Q. Kuang, J. E. Libbey u. R. S. Fujinami (2003): Axonal injury heralds

virus-induced demyelination.

Am. J. Pathol. 162, 1259-1269.

Tsunoda, I. (2008): Axonal degeneration as a self-destructive defense mechanism

against neurotropic virus infection.

Future Virol. 3, 579-593.

Vanderwinden, J. M., M. H. De Laet, S. N. Schiffmann, P. Mailleux, C. J.

Lowenstein, S. H. Snyder, u. J. J. Vanderhaeghen (1993): Nitric oxide synthase

distribution in the enteric nervous system of Hirschsprung's disease.


Van der Gaag, I. (1988): The histological appearance of large intestinal biopsies in

dogs with clinical signs of large bowel disease.

Can. J. Vet. Res. 52, 75-82.

Van Landeghem, L., M. M. Mahé, R. Teusan, J. Léger, I. Guisle, R. Houlgatte u. M.

Neunlist (2009): Regulation of intestinal epithelial cells transcriptome by enteric

glial cells: Impact on intestinal epithelial barrier functions.

BMC Genomics 10, 507.


Verlinden, A., M. Hesta, S. Millet u. G. P. J. Janssens (2006): Food allergy in dogs

and cats: A review.

Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 46, 259-273.

Von Boyen, G. B., M. Steinkamp, M. Reinshagen, K. H. Schäfer, G. Adler u. J. Kirsch

(2004): Proinflammatory cytokines increase glial fibrillary acidic protein

expression in enteric glia.

Gut 53, 222-228.

Weiss, D. J., J. M. Gagne u. P. J. Armstrong (1996): Relationship between

inflammatory hepatic disease and inflammatory bowel disease, pancreatitis and

nephritis in cats.

J. Am. Vet. Med. Assoc. 209, 1114-1116.

Wilcock, B. (1992): Endoscopic biopsy interpretation in canine or feline enterocolitis.


Willard, M. D., J. B. Dalley u. A. L. Trapp (1985): Lymphocytic-plasmacytic enteritis in

a cat.

J. Am. Vet. Med. Assoc. 186, 181-182.

Willard, M. D., S. L. Lovering, N. D. Cohen u. B. R. Weeks (2001): Quality of tissue

specimens obtained endoscopically from the duodenum of dogs and cats.

J. Am. Vet. Med. Assoc. 219, 474-479.

Wolf, A. M. (1992): Feline lymphocytic-plasmacytic enterocolitis.


Wood, J. D. (2002): Neuropathophysiology of irritable bowel syndrome.

J. Clin. Gastroenterol. 35 (1 Suppl), 11-22.


Zoran, D. L. (2001): Gastroduodenoscopy in the dog and cat.


Anhang 93

6. Anhang

6.1 Zusammenstellung der untersuchten Katzen

94 Anhang

Übersicht über klinisch-erkrankte Katzen und ihre Verwendung (*) in den einzelnen

Pubklikationen.

Anhang 95

6.2 Abkürzungen

bzw. beziehungsweise

EGEK eosinophile Gastroenterokolitis

ENS enterisches Nervensystem

FE fibrosierende Enteropathie

GALT gut-associated lymphoid tissue,

Darm-assoziiertes lymphatisches Gewebe

GFAP glial fibrillary acidic protein, saures Gliafaserprotein

GIT Gastrointestinaltrakt

HE Hämatoxylin-Eosin

IBD Inflammatory Bowel Disease

IR Immunreaktivität

LPE lympho-plasmazelluläre Enteritis

LPK lympho-plasmazelluläre Kolitis

NF Neurofilamente

NPN nicht-phosphorylierte Neurofilamente

NSE Neuronen-spezifische Enolase

PN phosphorylierte Neurofilamente

VIP Vasoaktives intestinales Peptid

ZNS zentrales Nervensystem

96 Zusammenfassung

7. Zusammenfassung

Untersuchungen zur Histopathologie und Pathogenese an gastrointestinalen

Bioptaten von Katzen mit chronischen Magen-Darmerkrankungen unter besonderer

Berücksichtigung des enteralen Nervensystems

Sven Kleinschmidt, Ph.D.

In der Einleitung wird ein Überblick über die Struktur und Funktion des Magen-

Darmsystems sowie des enterischen Nervensystems (ENS) gegeben. Es werden die

zellulären Bestandteile des ENS sowie deren Verteilung und Funktionen diskutiert.

Der zweite Teil der Einleitung beschäftigt sich mit der Klassifikation der felinen

idiopathischen chronischen Enteropathien (Inflammatory Bowel Disease, IBD) sowie

mit den möglichen, an der Pathogenese beteiligten Faktoren.

43 Katzen mit chronischen gastrointestinalen Symptomen wurden einer

retrospektiven histopathologischen Untersuchung unterzogen. In der Mehrzahl der

Fälle (20/43; 46,5 %) wurde eine IBD, wie die lympho-plasmazelluläre Enteritis/Kolitis

(LPE/LPK) (14/43; 32,56 %), eine eosinophile Gastroenterokolitis (5/43; 11,6 %) und

eine gemischtzellige Entzündung (1/43; 2,3 %) festgestellt. Bei vier Katzen wurde

eine nicht-entzündliche mukosale bandartige Fibrose (9,3 %) und bei zehn weiteren

Katzen (23,3 %) ein intestinales diffuses Lymphom diagnostiziert. Sechs Katzen (7,0

%) wiesen lediglich eine Gastritis und sechs weitere Katzen Lymphangiektasien (7,0

%) auf. Bei zwei Katzen (4,7 %) lag ein Mastzell-Tumor vor. Bei einer Katze wurden

keine histologischen Veränderungen festgestellt. Die Untersuchungen von

transmuralen intestinalen Biopsien aus allen Segmenten des Gastrointestinaltraktes

(GIT) sowie die Auswertung von zusätzlichen extraintestinalen Biopsien,

insbesondere von Mesenteriallymphknoten, haben sich als besonders hilfreich für die

Zusammenfassung 97

Diagnostik intestinaler Tumoren wie das maligne Lymphom oder von

Mastzelltumoren erwiesen.

Aufgrund des Fehlens von Beschreibungen zur Architektur des enterischen

Nervensystems (ENS) sowie der möglichen Beteiligung des ENS an der

Pathogenese bei Katzen mit chronischen entzündlichen und nicht-entzündlichen

Erkrankungen des GITs wurden neurohistologische und immunhistologische

Untersuchungen an gesunden Katzen im Vergleich zu erkrankten Katzen

durchgeführt. An transmuralen Bioptaten des GITs gesunder Katzen konnten

ganglionierte und aganglionierte Plexūs inklusive eines Plexus submucosus internus

und externus nachgewiesen werden. Bei Katzen mit LPE/LPK wiesen alle

betroffenen Abschnitte eine signifikante Reduktion der Expression von saurem

Gliafaserprotein (glial fibrillary acidic protein, GFAP) und des Vasoaktiven

intestinalen Peptids (VIP) auf. Zudem weisen die meisten Biopsien auch eine

signifikant erniedrigte Expression der Neuronen-spezifischen Enolase (NSE) auf.

Diese Ergebnisse deuten auf eine Alteration enterischer glialer Zellen und Neurone

bei der felinen LPE/LPK hin. Bei Katzen mit EGEK liegt eine signifikante

Reduzierung phosphorylierter Neurofilamente (PN) vor, was auf eine Störung im

neuronalen Zytoskelett deutet. Katzen mit einer fibrosierenden Enteropathie

hingegen haben erniedrigte Immunreaktivitäten für NSE, PN, nicht-phosphorylierte

Neurofilamente (NPN) sowie für VIP. Diese Ergebnisse deuten auf eine mögliche

neuronale Störung hin. Bei Tieren mit einem malignen Lymphom liegt lediglich eine

Reduktion von PN und ein Anstieg der Expression von NPN vor, was auf einen

direkten Schaden oder eine indirekte Störung enterischer Nervenzellen durch die

neoplastischen Zellen deutet.

Es hat sich somit gezeigt, dass bei Katzen mit chronischen gastrointestinalen

Erkrankungen Veränderungen von neuronalen und glialen immunhistochemischen

Markern bei unterschiedlichen Erkrankungsformen vorliegen. Dieses deutet auf

mögliche unterschiedliche Pathogenesen bei den einzelnen Formen hin. Die

strukturellen und funktionellen Veränderungen des ENS sind möglicherweise an der

Entstehung der klinischen Symptome wie Vomitus und Diarrhö beteiligt.

98 Summary

8. Summary

Investigations about histopathology and pathogenesis on gastrointestinal biopsies of

cats with chronic inflammatory and non-inflammatory diseases of the gastrointestinal

tract with special relevance to the enteric nervous system.

Sven Kleinschmidt, Ph.D.

In the introduction an overview on the normal structure and function of the feline

gastrointestinal tract and enteric nervous system (ENS) is given. Furthermore, the

cellular components of the ENS and their distribution and functions are discussed.

The second part of the introduction contains an overview on the classification and

factors involved in the pathogenesis of feline inflammatory bowel disease (IBD).

An evaluation of histologic findings in full-thickness biopsies from the gastrointestinal

tract (GIT) from 43 cats with chronic GIT disease symptoms was performed. In the

majority of cases (20/43; 46.5 %) inflammatory bowel disease, i.e. lymphocytic-

plasmacytic enteritis/colitis (LPE/LPC) (14/43; 32.6 %), eosinophilic gastroentero-

colitis (EGEC) (5/43; 11.6 %), and mixed inflammatory infiltration (1/43; 2.3 %) were

diagnosed. Furthermore, in four animals non-inflammatory mucosal band-shaped

fibrosis (9.3 %) and in ten cats (23.3 %) a diffuse lymphoma was found. Six cats

displayed only a gastritis (7.0 %) or lymphangiectasia (7.0 %), respectively. In two

cats a mast cell tumour (4.7 %) was diagnosed whereas in one cat no histo-

pathological lesions were found. The availability of transmural biopsies from all

segments of the intestine and the collection of extraintestinal samples, especially

mesenteric lymph nodes, is especially helpful for diagnosing intestinal tumours such

as lymphomas and mast cell tumours.

Due to missing publications describing the architecture of ENS and its possible

involvement in the pathogenesis in cats with chronic inflammatory and non-

Summary 99

inflammatory diseases of the GIT neurohistological and immunohistochemical

examinations of the enteric nervous system were performed on biopsies of healthy

cats and compared to findings in cats suffering from inflammatory bowel disease or

intestinal lymphoma. In healthy cats different ganglionated and aganglionated plexūs

were observed including plexus submucosus internus and externus. In LPE/LPC all

affected samples had significant reduction of glial fibrillary acidic protein (GFAP) and

vasoactive intestinal peptide (VIP) and mostly of neuron-specific enolase (NSE)

possibly reflecting alterations of enteric glial cells and neurons. In cases with EGEC

significantly reduced phosphorylated neurofilament (PN) expression was present

suggesting a disturbance in neuronal cytoskeleton, whereas cats with fibrosing

enteropathy had reduced expression of NSE, non-phosphorylated neurofilaments

(NPN), PN and VIP, possibly reflecting neuronal disturbances. In cases with intestinal

lymphoma only the reduction of PN and the increase of NPN were obvious

suggesting direct damage or interference of neoplastic cells with enteric neurons.

In cats with chronic gastrointestinal diseases disturbances of neuronal or glial

immunohistochemical markers were present which differed between varying

diseases, i.e. LPE, EGEC, intestinal fibrosis, and malignant lymphoma, suggesting

different pathogenetic pathways. Structural and functional alterations of the ENS may

contribute to clinically evident signs of vomiting and/or diarrhoea.

100 Danksagung

9. Danksagung

Bedanken möchte ich mich bei....

… Frau Prof. Dr. M. Hewicker-Trautwein für die Überlassung des Themas, die

wissenschaftliche Unterstützung bei der Erstellung der These, die freundliche

Zusammenarbeit und die ständige Ansprechbarkeit.

… Herrn K.-P. Kuhlmann für die unermüdliche technische Unterstützung beim

Schneiden und Färben des x-ten Blockes.

… Frau B. Buck für die Unterstützung bei histochemischen Färbemethoden.

… Herrn Dr. K. Rohn aus dem Institut für Biometrie, Epidemiologie und

Informationsverarbeitung der Tierärztlichen Hochschule Hannover für die

Beratung bei statistischen Fragen.

… der Arbeitsgruppe Immunpathologie. Langweilig wurde es nie mit Euch.

Wie war das noch: IHO lagert Essen in Erdlöchern?! SGE ist schon wieder im

schwedischen Möbelhaus, oder tauscht Sie verpilztes PBS aus?! Kanüpölö ist

doch ein kömischer Spocht, oder USW?! Ist Peyer eine Platte oder ein Stück

Kuchen, JJU? NZI, das Leben ist kein Ponyhof….you wish!!

… all den Damen und Herren des Instituts für Pathologie für fast acht turbulente

„Lehrjahre“. Manchmal glaubt man, dass hier ist eine große überdachte

Irrenanstalt. Aber irgendwie hat man ja noch Ausgang…..ab und zu mal….

Ihr seid die Besten!

dissertation kleinschmidt ens 04 11 10 bib-version · tela subserosa und tunica serosa. die tunica...

Documents