Laminit och mikrobiom - vilka är sambanden?

Laminit är ett tillstånd som ses hos djur med hovar, där det finns en inflammation i lamellen med slutligt misslyckande av den suspensiva apparaten i den distala falangen. De flesta studier har gjorts på hästar, även om åsnor, getter och nötkreatur också kan drabbas. Flera faktorer verkar vara inblandade i utvecklingen av tillståndet som kan ha både inflammatoriska och relativt icke-inflammatoriska aspekter. I det senare fallet verkar insulindysreglering vara den drivande parametern, som antingen härrör från dysfunktion i hypofysens pars intermedia eller metabolt syndrom hos häst. Knowles et al (2023) fann att mätning av hyperinsulinemi i basalt tillstånd utan fastande eller 60 minuter efter administrering av majssirap var prediktivt för utvecklingen av endokrinopatisk laminit (EL) som en systemisk metabolisk dysreglering. Detta kan medieras av insulinets nedströmseffekter på IGF-1R i lamellvävnader (Grenager, 2021); dysreglering av kolhydratmetabolism med bildning av toxiskt metylglyoxal har föreslagits som en annan väg (Vercelli et al 2021). Andra rapporter tyder på att EL och laminit är förknippade med förändringar i glycerofosfolipid- och glukosmetabolismen (Delarocque et al 2021).

Kosten kan också spela en roll när det gäller att skapa ett inflammatoriskt tillstånd. Att äta stora mängder nytt gräs är känt för att predisponera för laminit hos hästar. Vattenlösliga kolhydrater (WSC), särskilt oligofruktaner (OF), syntetiseras i tempererade betesgräs, särskilt flerårigt rajgräs och rörsvingel (Kramer et al 2020); koncentrationen av WSC ökar vid svala temperaturer och under svalare årstider (Kagan, 2022), vilket sammanfaller med toppar i förekomsten av fång. OFs metaboliseras inte lätt av däggdjur och inte heller höga nivåer av stärkelse i kosten. I båda fallen är det otillräcklig nedbrytning av fodret i den övre delen av tarmen så att tarminnehållet metaboliseras av bakterier i den bakre tarmen. Flera studier har visat ett samband mellan onormal tarmjäsning och den efterföljande utvecklingen av fång; i allmänhet visade sig Lactobacillus, Streptococcus och Enterobacteriaceae vara anrikade hos fånghästar (Ayoub et al 2022; Garber et al 2020). Hästar på en diet med mycket stärkelse hade på liknande sätt en större ökning av Lactobacillus (0,1% till 7,4%) och en minskning av Ruminococcaceae (11,7% till 4,2%) med ökat abdominellt obehag och hälta (Bustamante et al 2022). Dessa ökningar av mjölksyrasyntetiserande bakterier, tillsammans med minskningar av mjölksyrautnyttjande bakterier, innebär att mjölksyranivåerna stiger, vilket gör att tarminnehållet blir surare. Därefter uppstår en metabolisk inflammation med bildning av endotoxiner (lipopolysackarider, LPS) och ökad permeabilitet i tarmväggen för exotoxiner. Som förväntat orsakade behandling med OFs hos hästar fång med lägre pH i träck, högre mjölksyra och förhöjt serumlipopolysackarid (LPS) (Tuniyazi et al 2021). Ett liknande mönster sågs hos nötkreatur med fång (Guo et al 2021) och getter på en diet med mycket stärkelse (Zhang et al 2018), med ett förändrat mikrobiom, förhöjd mjölksyra och LPS i serum i båda fallen. LPS orsakar i sin tur insulinresistens (Lebrun et al 2022; Perng et al 2022) och dysreglerad glukos- och fosfolipidmetabolism (Javaid et al 2022). LPS ökar också tillväxten av bakteriearter som producerar laktat (Dai et al 2020), vilket förstärker den toxiska cykeln. På senare tid har laktat i adipocyter föreslagits vara en del av utvecklingen av fetma, inflammation och systemisk insulinresistens ((Lin et al 2022), vilket ger en koppling mellan tarmens metabolism och det endokrina systemet. De inblandade mekanismerna är säkerligen komplexa och har diskuterats av Fujisaka et al (2023).

Laminit kan också associeras med sepsis som en följd av inflammatoriska tillstånd som kolit, diarré, lunginflammation eller ischemisk tarmskada som verkar generera ett systemiskt inflammatoriskt responssyndrom (Garber et al. 2020). Detta involverar troligen lokal kemokinproduktion med leukocytmigration och proliferation; digital kryoterapi och antiinflammatorisk terapi är användbara stödåtgärder (Leise och Fugler 2021). Det har föreslagits att med tanke på de nära kopplingarna mellan metabolisk dysreglering och laminit med tarmbakterierna, skulle manipulering av hästens mikrobiom vara en användbar terapeutisk åtgärd (Chaucheyras-Durand et al 2022; Garber et al 2020). Potentiellt skulle kosttillskott då kunna användas som en förebyggande åtgärd för ett antal inflammatoriska tillstånd.

Referenser

1. Ayoub C et al J Vet Int Med 36(6) 2022 2213-2223

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

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

4. Dai X et al Appl Env Microbiol 86(4) ,2020 02 03

5. Delarocque J et al BMC Vet Res 17(1):56, 2021 Jan 28

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

7. Garber A et al J Equ Vet Sci 88:102943, 2020 Maj

8. Grenager NS Vet Clin N. America - Equine Practice 37(3) : 619-638 2021 Dec

9. Guo J et al Genes 12(12) 2021 12 16

10. Javaid A et al Metabolomics 18(10): 75, 2022 09 19

11. Kagan IA J Equ Vet Sci 110:103866 2022 03

12. Knowles EJ et al Equine Vet J 55(1) 2023 12-23

13. Kramer KJ et al J Equ Vet Sci 90:103014, 2020 07

14. Lebrun LJ et al Int J Mol Sci 23 (21), 2022 30 oktober

15. Leise BS och Fugler LA Vet Clin N. America - Equine Practice 37(3): 639-656 2021 Dec

16. Lin Y et al Diabetes 71(4): 637-652, 2022 04 01

17. Perng W et al J Clin Endocrinol Metab 107(7): e3018-e3028 2022 06 16

18. Tuniyazi M et al BMC Vet Res 17(1):11, 2021 Jan 06

19. Vercelli C et al PLoS ONE 16(7): e0253840 2021

20. Zhang RY et al Animal 12 (12): 2511-2520 2018 Dec