Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Osteoarthritis (OA) is the most common reason for lameness in horses and is related to chronic pain. The disease is both costly for the horse owner and a welfare issue for the horse and a common cause for horses being culled. It would be helpful both for horse owners and veterinarians to find an early non-invasive biomarker to identify horses with OA. If so, it would be possible to start treatment before severe damage to articular cartilage has occurred. OA is associated with a low-grade inflammation and often affects several joints in the body. The inflammation in the joint influence several biochemical parameters, for example the chondrocytes of the articular cartilage inhibit their synthesis of extracellular matrix protein, downregulates the Na+/K+ pump and glucose transport to the cell.

The hypothesis of this study is that an impaired Na+/K+ pump activity in the inflamed cartilage of horses with OA will result in a change in K+/Na+ ratio in faeces. A high ratio could predict OA in horses.

The objective of this project was to collect faecal samples from symmetric and lame horses and to analyse the K+/Na+ ratio, to determine whether there is a correlation between the K⁺/Na⁺ ratio and lameness in horses associated with OA. The outcome of the study will define K+/Na+ ratio in faeces as a biomarker for OA or not.

In this age-matched study nine symmetric and 27 lame horses were included. Lameness Locator® was used for evaluating locomotion symmetry in healthy horses and 62 horses were measured twice (with four to six weeks in-between). In conjunction with the second measurement a faecal sample was taken. Nine horses were considered symmetric and included in the study. Lame horses were included after a clinical assessment and lameness examination including flexion test and reduced lameness after intra-articular anaesthesia. A faecal sample was taken after the examination. All horse owners responded orally to questions about the horse`s age, training status and supplementary feeding of salt.

The concentration of potassium and sodium in the faecal samples were analysed and a ratio for K+/Na+ was calculated from the given values. The mean age of the healthy horses included were 10,2 years and for lame horses 11,1 years. The mean (±SD) K+/Na+ ratio in faeces for the symmetric horses were 8,4 (±8,8) and for the lame horses 8,9 (±24,4). The mean K+/Na+ ratio in faeces for horses (n=10) that received salt supplement daily in the feed was 4,7 (±26,5) and the horses (n=23) that not received any supplementation was 13,2 (±5,0).

In conclusion these results show that faecal K+/Na+ ratio is not a suitable biomarker for identifying lameness associated with OA in horses.

Osteoartrit (OA) är den vanligaste ledsjukdomen hos häst som resulterar i hälta och kronisk smärta. Sjukdomen är kostsam för hästägaren, ett välfärdsproblem för hästen och är en vanlig orsak till nedsatt prestation och avlivning. En biomarkör för att identifiera hästar tidigt i sjukdomen, skulle kunna möjliggöra behandling innan kroniska broskskador utvecklats. OA är associerat med en låggradig inflammation och drabbar ofta flera leder i kroppen. Ledinflammationen påverkar flera biokemiska parametrar hos broskcellen, vilket till exempel leder till minskad syntes av extracellulära matrix proteiner, nedreglering av Na⁺/K⁺-pumpen och förändrad glukostransport.

Hypotesen är att en nedreglerad aktivitet hos Na⁺/K⁺-pumpen i inflammerade broskceller hos hästar med OA, ger en förändrad K⁺/ Na⁺-kvot. En hög kvot i träcken skulle kunna fungera som en biomarkör för OA hos häst.

Målet med denna studie var att samla in träckprover från friska respektive halta hästar för analys av K⁺/ Na⁺-kvot, för att studera ett eventuellt samband mellan hög kvot och hälta. Resultatet av studien kommer att definiera om K⁺/ Na⁺-kvot i träck är en lämplig biomarkör för OA eller ej.

I studien inkluderades nio symmetriska och 27 halta hästar. Medelåldern i grupperna var jämförbara. Hästar med symmetriska rörelser i trav valdes ut efter sensorbaserad mätning av rörelsesymmetri med Lameness Locator®, 62 hästar undersöktes två gånger med fyra till sex veckors mellanrum. I samband med den sista mätningen togs ett träckprov. Nio hästar bedömdes som symmetriska och inkluderades i studien. Halta hästar rekryterades genom klinisk bedömning och hältutredning inkluderande böjprov och nedsatt hälta efter intraartikulär bedövning. Ett träckprov togs vid veterinärbesöket. Hästägarna besvarade muntligen frågor om hästens ålder, träningsstatus och eventuell tillskottsfodring med salt.

Natrium- och kaliumkoncentrationen i träckproverna analyserades och en K+/Na+-kvot räknades ut. Medelåldern för de symmetriska hästarna var 10,2 år och för de halta hästarna 11,1 år. Medelvärdet (±standardavvikelsen) för K+/Na+-kvoten för de symmetriska hästarna var 8,4 (±8,8) och för de halta hästarna 8,9 (±24,4). Hästar som dagligen tillskottsfodrades med salt (n=10) hade i medelvärde 4,7 (±26,5) och hästar som inte tillskottsfodrades med salt (n=23) hade 13,2 (±5,0) i medelvärde.

Resultaten i denna studie visar att fekal K+/Na+-kvot inte är en lämplig biomarkör för identifiering av hälta associerad med OA hos häst.