Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Osteoartrit är hos hästen en vanlig sjukdom som kan utlösas av flera orsaker, och drabba såväl gamla som unga individer. Sjukdomen kännetecknas bland annat av ett onormalt högt vatteninnehåll i ledbrosket, och nedbrytning av makromolekyler såsom proteoglykaner och kollagen. Detta kan sägas vara resultatet av rubbningar i lebroskets känsliga homeostas, där balans mellan nedbrytande och uppbyggande processer normalt råder. Överaktivitet hos nedbrytande enzymer gör brosket mjukare, och därmed känsligare för degradation, vilket kan leda in vävnaden i en typ av ond cirkel där fortsatt belastning gör brosket allt sämre rustat att motstå påfrestningar. Låggradig inflammation är en central del i sjukdomsbilden vid osteoartrit, och tycks vidare kunna vara en viktig del vid initierandet av patogenesen. Förutom nämnda förändringar ses även subkondral benskleros, förtjockad ledkapsel och synovit. Denna litteraturstudie syftar till att utreda hur träning påverkar uppkomsten av osteoartrit hos hästen.

Leden är en konstruktion där ledbrosk, ben, ledkapsel, ledvätska, senor och ligament är samverkande komponenter som tillsammans utgör ett organ. För att kunna stå emot de påfrestningar en led kan utsättas för under en livstid har ledbrosket en särskild sammansättning av proteoglykankomplex, kollagen och vatten, vilket ger draghållfastfasthet och kompressionskraft.

För att leden ska bli hållbar och ha tillräcklig förmåga att klara av mekanisk belastning krävs att den används. Hos fölet bidrar fysisk aktivitet till en heterogen sammansättning av makromolekyler, där delar som belastas mer blir rikare på till exempel glykosaminoglykaner. Även fölets subkondrala ben påverkas och får högre densitet vid träning, vilket också gör leden mer tålig. För hög belastning av den växande leden kan dock till exempel orsaka ett lägre innehåll av glykosaminoglykaner. Ett alltför stumt subkondralt ben minskar även följsamheten i leden och ger därmed större påfrestningar på ledbrosket.

För hård träning kan hos den vuxna hästen orsaka stora påfrestningar på ledens strukturer, och vara en etiologi till utlösande av osteoartrit. Överbelastning kan bland annat orsaka osteokondrala förändringar, vilket ger ledytan ett förändrat utseende, vilket predisponerar för osteoartrit då trycket som appliceras på strukturerna inte fördelas på ett normalt sätt.

Hög belastning och fibros i ledkapseln kan båda leda till ett högt intraartikulärt tryck, vilket kan ge destruktion av närliggande strukturer. Samtidigt är aktivitet viktig för att upprätthålla tryckskillnader inom leden, och därmed bidra till den viktiga omsättningen av ledvätska. Vid träning tycks koncentrationen av vissa inflammatoriska mediatorer i ledvätskan öka, för att sedan åter minska efter ett antal timmar. Detta kan tyda på att tillräcklig återhämtning mellan träningspass kan minska risken för initierande av osteoartrit.

Det råder ingen tvekan om att fysisk aktivitet kan ha en inverkan på uppkomsten av osteoartrit. Uppväxtförhållanden, historia av fysisk aktivitet, eventuella leddeformiteter och troligtvis även individuella variationer ger dock sannolikt olika individer olika predisposition för sjukdomen. Belastning i rätt mängd är även nödvändigt för ledstrukturers utveckling och hållbarhet. Detta gör det svårt att avgöra exakt vilken nivå och typ av träning som är lämplig för den enskilda individen. Vidare forskning kan ge information som i framtiden gör denna bedömning lättare.

Osteoarthritis is a highly occurrent disease in horses of varying age, and can be initiated by several different causes. The disease is characterized by augmented water content as well as glycosaminoglycan and collagen breakdown in articular cartilage. Pathological changes also include bone sclerosis, thickened joint capsule, and synovitis. Disturbed joint homeostasis, where an imbalance between anabolic and catabolic processes has occurred, is believed to be pivotal in the development of osteoarthritis. Increased enzymatic activity results in the breakdown of macromolecules, and subsequent chondromalacia. These processes can be referred to as a vicious cycle, where further stress is driving continued disruption of articular cartilage. Furthermore, inflammation plays an important role in the pathogenesis, and is believed to be of importance in the early development of osteoarthritis. The aim of this study is to investigate how exercise affects the emergence of osteoarthritis in the horse.

The synovial joint is an organ consisting of cartilage, subchondral bone, joint fluid, tendons, and ligaments. The articular cartilage contains a composition of proteoglycans, collagen, and water, which helps withstanding strain applied to the joint by providing tensile and compressive strength.

Joints of young animals require motion to obtain the ability of withstanding stress. In foals, physical activity contributes to the formation of a heterogeneously composed articular cartilage where, for instance, parts subjected to more stress acquire higher glycosaminoglycan content. Conversely, extensive exercise can result in increased degradation of cartilage macromolecules. Moreover, physical activity influences the density of subchondral bone; exercise appears to give increased bone mineral density in foals. This gives the joint mechanical strength, although it should be kept in mind that stiff subchondral bone is a possible predisposing factor to develop osteoarthritis.

In adult horses, excessive exercise can have major impact on joint structures, and eventually cause osteoarthritis. High mechanical stress can potentially initiate the formation of osteochondral injuries such as chip fractures. This can cause structural changes of the joint surface, which in turn creates abnormal irregularities in the pressure that is applied to it.

Both mechanical load and joint capsule fibrosis can cause joint effusion, which can result in the destruction of adjacent tissues. Concurrently, physical activity creates alternations in pressure within joints, which helps stimulate synovial fluid turnover. Exercise also appears to contribute to an increased concentration of inflammatory mediators in joint fluid. These values return to baseline levels after several hours. This can imply that adequate periods of rest between sessions of exercise reduces the risk for osteoarthritis.

It is evident that physical activity influences the probability for horses to develop osteoarthritis. It should, however, be noted that factors such as upbringing conditions, exercising history, joint deformities and, presumably, genetic background, also affect the predisposition of an individual to acquire the disease. Additionally, adequate mechanical load is necessary for proper joint development. Considering the above, it is difficult to precisely determine suitable levels of exercise for individual horses. Continued research in the field could provide more knowledge to the matter.