Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Fång är ett systemiskt tillstånd som uppenbarar sig i hoven och innebär en inflammation av hovens lameller. Vid fång kommer förbindelsen mellan hovbenet och hovväggen att upphöra och den drabbade hästen utvecklar olika symptom, bl.a. hälta, och kan drabbas av hovbenssänkning eller hovbensrotation. Fång kan orsakas av olika faktorer, och har bland annat associerats till grovtarmsstörningar. Syftet med denna uppsats är att ta reda på sambandet mellan grovtarmsstörningar och fång.
Normalt kommer hydrolyserbara kolhydrater som stärkelse att smältas i tunntarmen, och fermenterbara kolhydrater som fruktaner att jäsas i grovtarmen. Vid överintag av dessa icke-strukturella kolhydrater kan störningar i grovtarmen uppkomma, som i sin tur ökar risken för fång. Fång kan induceras genom att administrera hästar med höga doser av stärkelse eller fruktantypen inulin.
Vid fång associerad till grovtarmsstörningar kommer grovtarmens mikrobiota förändras, grampositiva bakterier som Streptococcus spp. proliferera, mjölksyra ansamlas och tarmepitelet skadas. Detta leder till ökad absorption av laktat och triggerfaktorer från tarmlumen till blodet. Olika faktorer har undersökts i flertalet studier för att klarlägga sambandet mellan störningar i grovtarmen och fång, och olika ämnen verkar kunna ha betydelse som triggerfaktorer i sjukdomsutvecklingen. Aminer är potentiella sådana faktorer vid utvecklingen av fång, då koncentrationen av dessa i hästens grovtarm kan öka till följd av överintag av icke-strukturella kolhydrater, och de verkar ha en effekt på den vaskulära funktionen. Andra möjliga faktorer är endotoxiner frisatta från lyserade gramnegativa bakterier i grovtarmen, där en del verkar ha förmågan att separera lamellerna i hoven. Däremot verkar inte administrering av endotoxiner i sig ha förmågan att inducera fång. Vissa bakteriella exotoxiner kan aktivera matrix metalloproteinaser (MMPs) som bryter ner lamellernas basalmembran i hoven, och aktiviteten av vissa MMPs har påvisats vara högre i hovar påverkade av fång. Ytterligare en möjlig triggerfaktor är inflammatoriska cytokiner som i en studie har påvisats öka frisättningen av pro-MMP-9 från lamellerna i hoven.
Slutsatsen är att grovtarmsstörningar orsakade av överkonsumtion av icke-strukturella kolhydrater kan öka risken för fång, och att det sker en ändring i grovtarmens mikrobiota som kan leda till att olika triggerfaktorer frisätts från tarmen vilka kan bidra till sjukdomsutvecklingen i hoven. Det finns olika teorier kring vilka triggerfaktorerna är, och möjligtvis kan flera triggerfaktorer verka parallellt vid sjukdomsutvecklingen. För att ta reda på huruvida det är en faktor eller flera som är viktiga för patogenesen vid fång associerad till grovtarmsstörningar, och vilka dessa är, krävs mer forskning.

Laminitis is a systemic disease that affects the hoof with inflammation of the hoof lamellae. The connection between the coffin bone and the hoof wall fails and the horse develops different symptoms, e.g. lameness. The coffin bone can also rotate or sink inside the hoof capsule. Different factors can cause laminitis, amongst them disturbances in the hindgut. The aim of this paper is therefore to investigate the relationship between laminitis and disturbances in the hindgut.
In the horse, hydrolyzable carbohydrate such as starch will be degraded in the small intestine, while fermentable carbohydrates such as fructans will ferment in the large intestine. However, overload of these non-structural carbohydrates can result in disturbances in the hindgut, thereby increasing the risk of laminitis in the horse. Laminitis can be induced in the horse by administration of high doses of inulin-type fructans or by starch.
When laminitis caused by disturbances in the hindgut occurs, the microbiota in the large intestine will change, gram-positive bacteria such as Streptococcus spp. will proliferate, lactate accumulate and the intestinal epithelium will be damaged. This leads to an increased absorption of lactate and most probably also of different trigger factors. These trigger factors have been studied in order to elucidate the link between disturbances in the hindgut and laminitis, and it seems as different substances might have a role as trigger factors in the development of the disease. Amines are potential trigger factors in the pathogenesis as their concentration in the large intestine may increase as a result of over-ingestion of non-structural carbohydrates. Amines appear to have an effect on the vascular function. A second possible trigger factor are endotoxins released from gram-negative bacteria that have undergone lysis in the hindgut. Some of them seem to be able to separate the hoof lamellae. However, administration of endotoxins alone doesn’t appear to be capable of inducing laminitis. A third possible trigger factor are bacterial exotoxins, with various capability to activate matrix metalloproteinases (MMPs) which degrade the basal membrane in the lamellae. The activity of some MMPs have been demonstrated to increase in hooves affected by laminitis. A fourth studied trigger factor are inflammatory cytokines which increase the release of pro-MMP-9 from the hoof lamellae.
As a conclusion of this study, ingestion of large amounts of non-structural carbohydrates can cause disturbances in the hindgut, which then increase the risk of laminitis in the horse. A change in the hindgut microbiota can result in the release of different trigger factors that potentially contribute to the pathogenesis in the hoof in laminitis. There are different theories on which these trigger factors are, and possibly more than one trigger factor act in parallel in the development of the disease. To investigate whether one or many trigger factors are responsible for the pathogenesis more research is needed.