Ledinflammation hos hårt tränande hästar

När en led skadas blir den alltid inflammerad. Det vore önskvärt att upptäcka en sådan skada tidigare än idag, innan hästen blir halt och innan det har blivit skelettförändringar som syns vid en röntgenundersökning.

Häst med håret bortrakat på framknä inför injektion i led. Foto: Jenny Ennerdal

För att bättre förstå hur skadorna uppstår har man studerat ledvätska från halta hästar som undersökts med titthålsoperation (artroskopi).

Om hästen hade osteokondrala fragment (små brosk-/benbitar) i leden stimulerade själva fragmenten inflammationen i leden. En häst med ledinflammation kan också till följd av det få skador på brosk och ben i och runt leden.

Forskarna, Stina Ekman, SLU, Maija-Leena Eloranta, Uppsala universitet, Kjell Hultenby, Karolinska institutet, Eva Skiöldebrand och Anders Lindahl, Sahlgrenska sjukhuset, har  odlat broskceller i laboratorium. Där kunde man se vilka signalsubstanser i ledvätska som ökar eller minskar inflammationen. Dessa substanser kallas cytokiner och fungerar som budbärare mellan olika celler.

Man vet nu vilken effekt olika typer av cytokiner har i en frisk led respektive en led som är skadad. Forskaren Cecilia Ley, SLU, har också visat att det är ledkapseln och de osteokondrala fragmenten som bildar cytokiner i skadade leder hos häst. Ett särskilt cytokin som anses påverka inflammationen kallas HMGB-1 och påvisades både i ledkapseln och i fragmenten.

Framöver kan denna kunskap komma att användas för att hitta ledskador tidigare och förstå hur skadan utvecklas. Detta kan leda till markörer för minimal inflammation i leden och därmed kan skadan stoppas tidigt. Dessa markörer kan förhoppningsvis också användas för att utvärdera behandlingar och rehabilitering vid ledskador hos häst.

Ledinflammation hos hårt tränade hästar

Ledinflammationer som förlöper med samtidiga brosk- och benskador (så kallad osteoartrit) är vanliga hos häst. Det är dock ofta oklart om ledinflammationen uppstår före eller efter skadorna i brosk och ben, eller om inflammationen påverkar uppkomsten av övriga skador.

Inflammationer och broskets ämnesomsättning regleras till del av cytokiner (små proteiner som verkar som signalsubstanser mellan cellerna) och syftet med ett forskningsprojekt vid SLU var att öka kunskapen om inflammationens betydelse för uppkomsten av brosk-/benskador vid ledinflammation hos häst genom att studera förekomst och effekt av inflammatoriska cytokiner.

Ökad aktivitet i ledvätskan

Vid små frakturer (chip-fragment) i hästens framknä (karpalleden) var aktiviten av cytokinet interleukin-6 (IL-6) i ledvätskan avsevärt ökad. Däremot sågs inga markanta ökningar av IL-6 eller cytokinet tumör nekros faktor vid andra sjukliga förändringar i leden.

Vidare konstaterades att broskceller i chip-fragmenten producerade IL-6, men i vissa fall förekom produktion även i ledhinnan. I fragment, samt ledhinnor från leder med chip- fragment påvisades ett utträde från cellerna av det DNA-bindande proteinet high mobility group box protein-1 (HMGB-1), känd för att utanför cellen stimulera till inflammation.

Ökad broskbildning

Vid stimulering av broskceller från friska karpalleder med IL-6 och HMGB-1 fanns en tendens till ökad broskbildning, men med individvariation. Däremot visade det inflammatoriska och osteoartrit-associerade cytokinet interleukin-1 (IL-1) en kraftigt hämmande effekt på gener involverade i broskets uppbyggnad och stimulerande effekt på gener för brosknedbrytande ämnen.

Vid jämförelse av cytokinernas effekt på celler från pre- och icke predisponerade broskskadeområden sågs ett likartat svar. I broskodlingarna från de två yngre individerna som undersökts sågs en skillnad på det basala genuttrycket av strukturproteiner mellan pre- och icke predisponerade broskskadeområden.

Studier i laboratoriemiljö

I studierna av cytokinaktivitet i ledvätska analyserades prover från 51 hästar som genomgick artroskopisk ledunderökning. Cytokinaktiviteten analyseras med hjälp av bestämning av den effekt ledvätskan utövade på olika typer av celler som odlats upp på laboratorium.

Förekomsten av cytokiner i ledvävnad baserades på material insamlat från 21 kot- och karpalleder, som även de undersöktes med artroskopi. Proverna färgades in för de aktuella cytokinerna med hjälp av antikroppar riktade mot det specifika cytokinet.

För att kunna studera effekten av de cytokiner som forskarna påvisat i de sjuka lederna utvecklade de en metod för att studera deras effekt på friskt brosk.

Normala broskceller från två områden med olika benägenhet att utveckla broskskador från 4 hästar odlades upp på laboratorium, och fick växa i en tre-dimensionell struktur för att efterlikna normal broskvävnad.

Efter 14 dagars tillväxt delades cellerna in i olika behandlingsgrupper och stimulerades under 48 timmar med IL-6, IL-1 och HMGB-1. Cytokinernas effekter utvärderades med hjälp av mätningar av uttrycket för gener associerade med broskbildning, strukturella proteiner, nedbrytande ämnen och dess hämmare. Undersökningarna kompletterade med färgningar för broskkomponenter, och i vissa fall med detektion av proteiner i cellernas omgivande cellodlingsvätska.

Chipfragment en del av reaktionen

Förekomst av aktivt IL-6 i ledvätska och HMGB-1 utanför celler i leder med chip-fragment tyder på ett ökat inflammatoriskt svar i drabbade leder, där chip-fragmentet själv är en aktiv del av den inflammatoriska reaktionen. Mätningar av IL-6 aktivitet kan vara ett komplement till andra diagnostiska metoder för att påvisa chip-fragment i karpalleden.

Metoden för broskodling visade sig användbar för att studera inflammationsmediatorernas inverkan på brosk, och skulle kunna utvecklas vidare, till exempel för att undersöka effekt av behandling under inflammatorisk inverkan.

I celler från friskt brosk visade IL-6 och HMGB-1 tendens att stimulera broskbildning, medan IL-1 inducerade nedbrytning av brosket, det vill säga i lab-miljö gav olika inflammatoriska mediatorer lika eller skild effekt på brosket. Detta kan tyda på att i en inflammerad eller skadad led är balansen mellan olika cytokiner viktig för uppkomsten av broskskador.

Ledinflammation hos hårt tränande hästar

Läs mer om ledinflammation hos häst här:

Slutrapport från forskningsprojektet: Biomarkörer för inflammation och bindvävens hälsotillstånd i leden hos hästar under intensiv träning (öppnas i nytt fönster som pdf)

Nedan finns två dokument från expertmöte 2010 på Läkemedelsverket med kliniskt verksamma hästveterinärer, farmakologer och forskare med målsättningen att utarbeta en rekommendation för behandling av aseptisk artrit (ledinflammation) hos häst:

Medicinsk ledbehandling vid aseptisk/traumatisk artrit hos häst - bakgrund, dokumentation

Medicinsk ledbehandling vid aseptisk/traumatisk artrit hos häst - ny rekommendation

Glukokortikoiders effekt på brosk vid intraartikulär behandling av ledinflammation hos häst - Camilla Ahrenbring, 2012, kandidatuppsats inom veterinärprogrammet, SLU