Hufrehe und das Mikrobiom - welche Zusammenhänge gibt es?

Hufrehe (Laminitis) ist eine Erkrankung bei Tieren mit Hufen, bei der es zu einer Entzündung der Lamellen und schließlich zum Versagen des Aufhängeapparats des Endglieds kommt. Die meisten Studien wurden an Pferden durchgeführt, obwohl auch Esel, Ziegen und Rinder betroffen sein können. Mehrere Faktoren scheinen an der Entstehung der Erkrankung beteiligt zu sein, die sowohl entzündliche als auch relativ nicht-entzündliche Aspekte haben kann. Im letzteren Fall scheint eine Insulin-Dysregulation der treibende Parameter zu sein, die entweder auf eine Dysfunktion der Hypophyse pars intermedia oder auf das equine metabolische Syndrom zurückzuführen ist. Knowles et al. (2023) fanden heraus, dass die Messung der Hyperinsulinämie im nüchternen Grundzustand oder 60 Minuten nach Verabreichung von Maissirup die Entwicklung einer endokrinopathischen Hufrehe (EL) als systemische Stoffwechselstörung vorhersagt. Dies könnte durch die nachgeschalteten Wirkungen von Insulin auf IGF-1R im Lamellengewebe vermittelt werden (Grenager, 2021); eine Dysregulation des Kohlenhydratstoffwechsels mit Bildung von toxischem Methylglyoxal wurde als weiterer Weg vorgeschlagen (Vercelli et al 2021). Andere Berichte deuten darauf hin, dass EL und Hufrehe mit Veränderungen im Glycerophospholipid- und Glukosestoffwechsel verbunden sind (Delarocque et al. 2021).

Auch die Ernährung kann bei der Entstehung eines Entzündungszustandes eine Rolle spielen. Es ist bekannt, dass der Verzehr großer Mengen neuen Grases bei Pferden zu Hufrehe führen kann. Wasserlösliche Kohlenhydrate (WSC), insbesondere Oligofruktane (OF), werden in Weidegräsern der gemäßigten Zonen synthetisiert, insbesondere in mehrjährigem Roggengras und Rohrschwingel (Kramer et al. 2020); die Konzentrationen von WSC steigen bei kühlen Temperaturen und in kühleren Jahreszeiten an (Kagan, 2022), was mit Spitzenwerten beim Auftreten von Hufrehe zusammenfällt. OFs werden von Säugetieren nicht leicht verstoffwechselt, ebenso wenig wie hohe Mengen an Speisestärke. In beiden Fällen wird das Futter im oberen Teil des Darms nicht ausreichend verdaut, so dass der Darminhalt von Bakterien im Hinterdarm verstoffwechselt wird. Mehrere Studien haben einen Zusammenhang zwischen abnormaler Darmfermentation und der anschließenden Entwicklung von Hufrehe gezeigt; im Allgemeinen wurde festgestellt, dass Lactobacillus, Streptococcus und Enterobacteriaceae bei hufrehekranken Pferden angereichert sind (Ayoub et al. 2022; Garber et al. 2020). Bei Pferden, die ein stärkereiches Futter erhielten, wurde ebenfalls eine stärkere Zunahme von Lactobacillus (0,1 % bis 7,4 %) und eine Abnahme von Ruminococcaceae (11,7 % bis 4,2 %) festgestellt, was zu verstärkten Bauchbeschwerden und Lahmheit führte (Bustamante et al. 2022). Diese Zunahme der Milchsäure-synthetisierenden Bakterien zusammen mit dem Rückgang der Milchsäure-verwertenden Bakterien führt zu einem Anstieg des Milchsäuregehalts, wodurch der Darminhalt saurer wird. Dies führt zu einer metabolischen Entzündung mit der Bildung von Endotoxinen (Lipopolysaccharide, LPS) und einer erhöhten Durchlässigkeit der Darmwand für Exotoxine. Wie erwartet führte die Behandlung mit OFs bei Pferden zu Hufrehe mit niedrigerem pH-Wert im Kot, höherer Milchsäure und erhöhtem Lipopolysaccharid (LPS) im Serum (Tuniyazi et al. 2021). Ein ähnliches Muster wurde bei Rindern mit Hufrehe (Guo et al. 2021) und bei Ziegen mit einer stärkereichen Ernährung (Zhang et al. 2018) beobachtet, wobei in beiden Fällen ein verändertes Mikrobiom, erhöhte Serummilchsäure und LPS auftraten. LPS wiederum verursacht eine Insulinresistenz (Lebrun et al. 2022; Perng et al. 2022) und einen dysregulierten Glukose- und Phospholipidstoffwechsel (Javaid et al. 2022). LPS steigert auch das Wachstum von Bakterienarten, die Laktat produzieren (Dai et al. 2020), und verstärkt so den toxischen Kreislauf. Kürzlich wurde vermutet, dass Laktat in Adipozyten die Entwicklung von Fettleibigkeit, Entzündungen und systemischer Insulinresistenz vermittelt (Lin et al. 2022), so dass eine Verbindung zwischen dem Darmstoffwechsel und dem endokrinen System besteht. Die beteiligten Mechanismen sind sicherlich komplex und wurden von Fujisaka et al. (2023) erörtert.

Hufrehe kann auch mit Sepsis als Folge von Entzündungen wie Colitis, Diarrhöe, Lungenentzündung oder ischämischen Darmverletzungen einhergehen, die offenbar ein systemisches Entzündungssyndrom auslösen (Garber et al. 2020). Wahrscheinlich handelt es sich um eine lokale Chemokinproduktion mit Leukozytenmigration und -proliferation; digitale Kryotherapie und entzündungshemmende Therapie sind nützliche unterstützende Maßnahmen (Leise und Fugler 2021). Es wurde vorgeschlagen, dass angesichts des engen Zusammenhangs zwischen Stoffwechselstörungen und Hufrehe mit den Darmbakterien die Beeinflussung des Mikrobioms von Pferden eine nützliche therapeutische Maßnahme sein könnte (Chaucheyras-Durand et al 2022; Garber et al 2020). Potenziell könnten Nahrungsergänzungsmittel dann als Präventivmaßnahme für eine Reihe von Entzündungszuständen eingesetzt werden.

Referenzen

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2. Bustamante CC et al Animals 12(23): 2022 Dec 06      

3. Chaucheyras-Durand F et al Mikroorganismen 10(12): 2022 Dec 19

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6. Fujisaka S et al J Endocrinol 256(3), 2023 Mar 01

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