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Histologisch und quantitativ stereologische Untersuchung der Epiphyse von Pferden
Histologisch und quantitativ stereologische Untersuchung der Epiphyse von Pferden
Ziel dieser Arbeit war es die pathohistologischen Veränderungen der Epiphyse bei Pferden unterschiedlicher Lebensaltersstufen aufzuzeigen sowie quantitativ-stereologische Analysen durchzuführen, um die Einflüsse von Alter, Geschlecht, Zuordnung Großpferd/Pony und Saison auf das Volumen der Epiphyse, die Volumendichte und das Gesamtvolumen der Pinealzellen in der Epiphyse zu untersuchen. Alle untersuchten Pferdeepiphysen (119) wurden zwischen 2008 und 2012 aus dem Sektionsgut des Instituts für Tierpathologie der Ludwig-Maximilians-Universität München entnommen, entlang der Mittellinie halbiert und je eine Hälfte in Paraffin und Kunststoff eingebettet. Für die mikroskopischen Untersuchungen kamen neben der HE- und Giemsa-Färbung bei Bedarf und exemplarisch weitere Spezialfärbungen hinzu (Turnbull-Blau, PAS-Reaktion, Bleichung, Immunhistochemische Färbungen für Bornavirusantigen). Die Ergebnisse der histologischen Untersuchung ergaben ein kleines Spektrum an pathologischen Veränderungen. Am häufigsten waren perivaskuläre lymphoplasmazelluläre Infiltrate (49%) zu erheben, die mit dem Vorhandensein einer Hyperämie positiv korrelierten (r=0,836, p<0,001). Die Ätiologie dieser Entzündungsreaktion blieb in den meisten Fällen fraglich und könnte eine unspezifisch-reaktive Entzündung darstellen. Bei fünf Pferden standen die entzündlichen Infiltrate mit einer Borna Disease Virus (BDV) Infektion im Zusammenhang und in allen Fällen wurde das Virus immunhistochemisch nachgewiesen. Bei einem Tier lag eine eitrige Pinealitis vor, vermutlich als Folge eines Übergreifens einer hochgradigen, diffusen, fibrinös-eitrigen, teils nekrotisierenden Meningoenzephalitis, Meningomyelitis und Vaskulitis auf die Epiphyse. Erreger konnten nicht nachgewiesen werden. Bei einer Quarter Horse Stute mit einer Infektion mit equinem Herpesvirus (EHV-1) lag eine pauzifokale Pinealitis mit mittelgradiger perivaskulärer lymphoplasmazellulärer Infiltration sowie eine geringgradige Hyperämie vor. Ein Zusammenhang mit der EHV-1 Infektion scheint wahrscheinlich, wurde jedoch nicht virologisch/immunhistochemisch abgeklärt. Bei semiquantitativen histologischen Untersuchungen wurde zwischen hellem, ockerfarbigem Pigment (am ehesten Lipofuscin) und dunklem, bräunlichem Pigment (Melanin/Hämosiderin) unterschieden. Dabei zeigte sich eine positive Korrelation zwischen dem Vorkommen von Lipofuscin und dem Alter der Pferde (r=0,489, p<0,001). Zwischen dem Vorkommen von Melanin und Hämosiderin in den Pinealiszellen und Histiozyten bestand keine signifikante altersabhängige Veränderung (r=-0,055, p=0,552). Andere in der Humanmedizin häufig beschriebene Veränderungen wie Verkalkungen (Azervuli/Hirnsand), Zysten und Tumore in der Epiphyse konnten in keiner Pferdeepiphyse gefunden werden Das Epiphysengewicht war unabhängig vom Körpergewicht der Pferde und weder das absolute noch das relative Epiphysengewicht veränderte sich mit dem Alter. Mittels quantitativ-stereologischer Untersuchung der Epiphyse von 76 Pferden wurde gezeigt, dass mit dem Alter der Pferde das Gesamtvolumen (p=0,025) und die Volumendichte (p=0,001) der Pinealzellen in der Epiphyse signifikant abnimmt, wohingegen der Volumenanteil von Bindegewebe in der Epiphyse mit dem Alter zunimmt (p=0,024). Zwischen dem Gesamtvolumen bzw. der Volumendichte der Pinealzellen in der Epiphyse und Geschlecht (Wallach, Stute), Körpergewicht, Saison und Zuordnung Großpferd/Pony war kein Zusammenhang erkennbar. Die vorliegende Studie zeigt zum ersten Mal die Mitbeteiligung der Epiphyse bei Bornavirusenzephalitis des Pferdes. Darüber hinaus konnte eine altersabhängige Zunahme von Lipofuszin in der Epiphyse sowie die altersabhängige Zunahme der Volumendichte des Bindegewebes und Abnahme der Volumendichte und des Gesamtvolumens der Pinealiszellen gezeigt werden., The aim of this study was to characterize changes of the pineal gland of horses of different age groups, using histological, semiquantitative and quantitative stereological analyses. Age-, gender-, race- and seasonal influences of the pineal gland volume and volume densities and total volumes of pineal cells, fibrous connective tissue and pigment deposits in the pineal gland were analysed. All pineal glands (119) were collected at necropsy in the Institute of Veterinary Pathology of the Ludwig-Maximilians-University Munich, cut in halves along the longitudinal axis and one half was embedded in paraffin and the other in raisin. All sections were routinely stained with HE and Giemsa as well as exemplary for iron and bleaching of melanin. In horses with clinical symptoms of Borna disease and with Borna disease encephalitis, Borna virus antigen was also detected in the pineal glands of these animals, using immunohistochemistry with antibodies against Borna disease virus (BDV). Qualitative histological analyses revealed a tight spectrum of pathological alterations, such as mainly perivascular infiltration with lymphocytes and plasma cells, which correlated with the degree of hyperaemia (r=0.836; p=0.001). In most cases, the aetiology of the inflammatory cell infiltration remained largely unknown and my be non-specific in nature. In five horses, Borna virus antigen was demonstrated by immunohistochemistry and the infection with BDV was therefore thought to be causative for the inflammatory reaction. One horse with Equine herpes virus – 1 Infection showed inflammatory infiltrates in the pineal gland, however, the virus was not determined in the pineal gland by virology or immunohistochemistry. One animal showed suppurative pinealitis which was thought to result from a massive, diffuse, fibrinous to suppurative meningoencephalitis, -myelitis and vasculitis. Using semiquantitative analyses, pigment deposition (lipofuscin, melanin and hemosiderin) was quantified. The yellow-ochre most likely lipofuscin deposits increased in an age-related manor in cells of the pineal gland (r=0.489; p<0.001). Melanin and hemosiderin were not differentiated from one another and there was no age-related change in the frequencies of these dark-brown pigments in pineal gland cells or histiocytes. Other changes of the pineal gland, that are well known in humans, were not observed in the horses of this study (calcification, cysts, tumours). The pineal weight was independent of body weight an neither absolute nor relative pineal gland to body weight ratio changed with age. Using quantitative stereological analyses, pineal glands of 76 horses were analysed, showing that the total volume (p=0.025) and the volume density of pineal cells in the pineal gland (p=0.001) drops with age whereas the volume fraction of fibrous connective tissue increased with age in the pineal gland (p=0.024). Total volumes and volume fractions of pineal gland cells in the pineal gland were independent of gender, body weight, season and race. The present study shows for the first time the presence of Borna virus antigen in the pineal gland of horses that showed Borna disease encephalitis. Furthermore, the study shows an age-related increase of lipofuscin in the pineal gland and the increase of the volume fraction of fibrous connective tissue and decrease of the volume fraction of pineal gland cells with age.
Epiphyse, Pferd, Pineal Gland, Melatonin, Histologie, Stereologie
Ettl, Marion
2019
German
Universitätsbibliothek der Ludwig-Maximilians-Universität München
Ettl, Marion (2019): Histologisch und quantitativ stereologische Untersuchung der Epiphyse von Pferden. Dissertation, LMU München: Faculty of Veterinary Medicine
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Abstract

Ziel dieser Arbeit war es die pathohistologischen Veränderungen der Epiphyse bei Pferden unterschiedlicher Lebensaltersstufen aufzuzeigen sowie quantitativ-stereologische Analysen durchzuführen, um die Einflüsse von Alter, Geschlecht, Zuordnung Großpferd/Pony und Saison auf das Volumen der Epiphyse, die Volumendichte und das Gesamtvolumen der Pinealzellen in der Epiphyse zu untersuchen. Alle untersuchten Pferdeepiphysen (119) wurden zwischen 2008 und 2012 aus dem Sektionsgut des Instituts für Tierpathologie der Ludwig-Maximilians-Universität München entnommen, entlang der Mittellinie halbiert und je eine Hälfte in Paraffin und Kunststoff eingebettet. Für die mikroskopischen Untersuchungen kamen neben der HE- und Giemsa-Färbung bei Bedarf und exemplarisch weitere Spezialfärbungen hinzu (Turnbull-Blau, PAS-Reaktion, Bleichung, Immunhistochemische Färbungen für Bornavirusantigen). Die Ergebnisse der histologischen Untersuchung ergaben ein kleines Spektrum an pathologischen Veränderungen. Am häufigsten waren perivaskuläre lymphoplasmazelluläre Infiltrate (49%) zu erheben, die mit dem Vorhandensein einer Hyperämie positiv korrelierten (r=0,836, p<0,001). Die Ätiologie dieser Entzündungsreaktion blieb in den meisten Fällen fraglich und könnte eine unspezifisch-reaktive Entzündung darstellen. Bei fünf Pferden standen die entzündlichen Infiltrate mit einer Borna Disease Virus (BDV) Infektion im Zusammenhang und in allen Fällen wurde das Virus immunhistochemisch nachgewiesen. Bei einem Tier lag eine eitrige Pinealitis vor, vermutlich als Folge eines Übergreifens einer hochgradigen, diffusen, fibrinös-eitrigen, teils nekrotisierenden Meningoenzephalitis, Meningomyelitis und Vaskulitis auf die Epiphyse. Erreger konnten nicht nachgewiesen werden. Bei einer Quarter Horse Stute mit einer Infektion mit equinem Herpesvirus (EHV-1) lag eine pauzifokale Pinealitis mit mittelgradiger perivaskulärer lymphoplasmazellulärer Infiltration sowie eine geringgradige Hyperämie vor. Ein Zusammenhang mit der EHV-1 Infektion scheint wahrscheinlich, wurde jedoch nicht virologisch/immunhistochemisch abgeklärt. Bei semiquantitativen histologischen Untersuchungen wurde zwischen hellem, ockerfarbigem Pigment (am ehesten Lipofuscin) und dunklem, bräunlichem Pigment (Melanin/Hämosiderin) unterschieden. Dabei zeigte sich eine positive Korrelation zwischen dem Vorkommen von Lipofuscin und dem Alter der Pferde (r=0,489, p<0,001). Zwischen dem Vorkommen von Melanin und Hämosiderin in den Pinealiszellen und Histiozyten bestand keine signifikante altersabhängige Veränderung (r=-0,055, p=0,552). Andere in der Humanmedizin häufig beschriebene Veränderungen wie Verkalkungen (Azervuli/Hirnsand), Zysten und Tumore in der Epiphyse konnten in keiner Pferdeepiphyse gefunden werden Das Epiphysengewicht war unabhängig vom Körpergewicht der Pferde und weder das absolute noch das relative Epiphysengewicht veränderte sich mit dem Alter. Mittels quantitativ-stereologischer Untersuchung der Epiphyse von 76 Pferden wurde gezeigt, dass mit dem Alter der Pferde das Gesamtvolumen (p=0,025) und die Volumendichte (p=0,001) der Pinealzellen in der Epiphyse signifikant abnimmt, wohingegen der Volumenanteil von Bindegewebe in der Epiphyse mit dem Alter zunimmt (p=0,024). Zwischen dem Gesamtvolumen bzw. der Volumendichte der Pinealzellen in der Epiphyse und Geschlecht (Wallach, Stute), Körpergewicht, Saison und Zuordnung Großpferd/Pony war kein Zusammenhang erkennbar. Die vorliegende Studie zeigt zum ersten Mal die Mitbeteiligung der Epiphyse bei Bornavirusenzephalitis des Pferdes. Darüber hinaus konnte eine altersabhängige Zunahme von Lipofuszin in der Epiphyse sowie die altersabhängige Zunahme der Volumendichte des Bindegewebes und Abnahme der Volumendichte und des Gesamtvolumens der Pinealiszellen gezeigt werden.

Abstract

The aim of this study was to characterize changes of the pineal gland of horses of different age groups, using histological, semiquantitative and quantitative stereological analyses. Age-, gender-, race- and seasonal influences of the pineal gland volume and volume densities and total volumes of pineal cells, fibrous connective tissue and pigment deposits in the pineal gland were analysed. All pineal glands (119) were collected at necropsy in the Institute of Veterinary Pathology of the Ludwig-Maximilians-University Munich, cut in halves along the longitudinal axis and one half was embedded in paraffin and the other in raisin. All sections were routinely stained with HE and Giemsa as well as exemplary for iron and bleaching of melanin. In horses with clinical symptoms of Borna disease and with Borna disease encephalitis, Borna virus antigen was also detected in the pineal glands of these animals, using immunohistochemistry with antibodies against Borna disease virus (BDV). Qualitative histological analyses revealed a tight spectrum of pathological alterations, such as mainly perivascular infiltration with lymphocytes and plasma cells, which correlated with the degree of hyperaemia (r=0.836; p=0.001). In most cases, the aetiology of the inflammatory cell infiltration remained largely unknown and my be non-specific in nature. In five horses, Borna virus antigen was demonstrated by immunohistochemistry and the infection with BDV was therefore thought to be causative for the inflammatory reaction. One horse with Equine herpes virus – 1 Infection showed inflammatory infiltrates in the pineal gland, however, the virus was not determined in the pineal gland by virology or immunohistochemistry. One animal showed suppurative pinealitis which was thought to result from a massive, diffuse, fibrinous to suppurative meningoencephalitis, -myelitis and vasculitis. Using semiquantitative analyses, pigment deposition (lipofuscin, melanin and hemosiderin) was quantified. The yellow-ochre most likely lipofuscin deposits increased in an age-related manor in cells of the pineal gland (r=0.489; p<0.001). Melanin and hemosiderin were not differentiated from one another and there was no age-related change in the frequencies of these dark-brown pigments in pineal gland cells or histiocytes. Other changes of the pineal gland, that are well known in humans, were not observed in the horses of this study (calcification, cysts, tumours). The pineal weight was independent of body weight an neither absolute nor relative pineal gland to body weight ratio changed with age. Using quantitative stereological analyses, pineal glands of 76 horses were analysed, showing that the total volume (p=0.025) and the volume density of pineal cells in the pineal gland (p=0.001) drops with age whereas the volume fraction of fibrous connective tissue increased with age in the pineal gland (p=0.024). Total volumes and volume fractions of pineal gland cells in the pineal gland were independent of gender, body weight, season and race. The present study shows for the first time the presence of Borna virus antigen in the pineal gland of horses that showed Borna disease encephalitis. Furthermore, the study shows an age-related increase of lipofuscin in the pineal gland and the increase of the volume fraction of fibrous connective tissue and decrease of the volume fraction of pineal gland cells with age.