Die Erfassung der Ultrastruktur des Musculus interosseus medius des Pferdes mittels Elektronenmikroskopie

Läsionen des M. interosseus medius sind eine häufige Ursache für Lahmheiten und Verlust der Sporttauglichkeit des Pferdes. Die natürliche Heilung des Fesselträgers ist langsam und von schlechter Qualität, was zu langen Ausfällen führt und in einer Prädisposition für Rezidiverkrankungen resultiert. Für die Evaluierung der biomechanischen Eigenschaften einer kollagenen Struktur ist die Kenntnis über dessen Ultrastruktur essentiell. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Darstellung des M. interosseus medius auf ultrastruktureller Ebene, der Elektronenmikroskopie. Sie soll damit einen Beitrag zum Verständnis der Funktion und Heilung des Fesselträgers leisten. Außerdem dienen die Ergebnisse als Datengrundlage für den Vergleich von gesunden mit geschädigten Fesselträgern. Bisherige Studien haben ergeben, dass die Auswertung elektronenmikroskopischer Bilder eine gute Möglichkeit ist, um ein Verständnis über die Funktion unterschiedlicher Gewebe zu liefern. Es wurden insgesamt 4 Vorderbeine und 4 Hinterbeine von gesunden Pferden untersucht. An insgesamt 8 Lokalisationen wurden Proben des M. interosseus medius entnommen, um sie für die Elektronenmikroskopie vorzubereiten. Nach dem Einlegen in eine Fixierlösung (3% Glutaraldehyd/0,05ml Phosphatpuffer), wurden die Präparate nachfixiert (2% OsO4 und 0,2m Phosphatpuffer/Saccharose) und entwässert. Dann folgte die Einbettung in Kunstharz, die Herstellung des Semidünnschnitts, die Färbung mit Toluidin und der Ultradünnschnitt. Die Bilder wurden unter dem Transmissionselektronenmikroskop Philips CM 100 angefertigt. Nach dem Ausdrucken und Einscannen erfolgte die Auswertung mit dem Programm Image J. Folgende Parameter wurden berechnet: Fibrillenflächenanteil; Fibrillendichte; Fläche, Durchmesser und Umfang jeder Kollagenfibrille und die Fibrillenflächenverteilung. Die Ergebnisse zeigen einen Fibrillenflächenanteil am Vorderbein zwischen 54,5% und 62,2% und am Hinterbein zwischen 61,3% und 69,9%. Der Vergleich zeigt, dass an allen Lokalisationen am Hinterbein ein höherer Fibrillenflächenanteil als am Vorderbein gemessen wurde. Das bedeutet, dass der Fesselträger aufgrund seines höheren Anteils an Kollagenfibrillen stabiler und kräftiger sein müsste. Die Fibrillendichte beträgt am Vorderbein zwischen 94,6 und 163 Fibrillen pro Fläche (µm²) und am Hinterbein zwischen 64,6 und 145,4. Bei diesen Ergebnissen zeigt sich, je mehr kleine Fibrillen, desto größer die Fibrillendichte. Der Fibrillendurchmesser, sowie die Fibrillenfläche zeigen, dass am Hinterbein im Allgemeinen der Gehalt an dickeren Kollagenfibrillen höher ist als am Vorderbein. Der mediale Schenkel des Hinterbeins ist die Lokalisation mit dem höchsten Anteil dicker Fibrillen. An der Lokalisation Mitte lateral am Vorderbein wurden die meisten dünnen Fibrillen gemessen. Der Fibrillendurchmesser beträgt vorne zwischen 79,3nm und 101,3nm und hinten zwischen 84,1nm und 120,9nm. Dicke Fibrillen sind für die dehnbare Kraft einer Sehne (stress) und dünne Fibrillen dafür einer Überdehnung zu widerstehen (strain). Das bedeutet, dass der Fesselträger des Vorderbeins dehnbarer und der des Hinterbeins kräftiger ist. Der höhere Kollagenanteil am Hinterbein könnte eventuell durch das Protein COMP erklärt werden, welches für die Kollagenfibrillogenese von großer Bedeutung ist. Es ist möglich, dass im juvenilen Alter in der Hinterextremität mehr COMP vorhanden ist. Der höhere Anteil an dicken Fibrillen am Hinterbein könnte sich im Laufe der Zeit entwickelt haben, da Fesselträgerschäden hier häufiger auftreten und v.a. Dressurpferde vermehrt Last auf die Hinterbeine aufnehmen sollen. Das könnte eine Erklärung dafür sein, dass sich der ultrastrukturelle Aufbau des M. interosseus medius hinten im Vergleich zum Vorderbein verändert hat. Andererseits ist es ebenso denkbar, dass die vermehrte Belastung der Vorhand zu einer Spaltung großer Fibrillen führt. Das würde in einem höheren Anteil kleiner Fibrillen resultieren. Die unterschiedliche Verteilung der Kollagenfibrillen könnte die Therapiewahl beeinflussen, indem am Hinterbein die Behandlung mit PSGAG vorgezogen würde und am Vorderbein die mit Hyaluronsäure.
Die Arbeit hat einen ersten Einblick in den ultrastrukturellen Aufbau des Fesselträgers ermöglicht. Sie soll einerseits ein Anstoss für weitere elektronenmikroskopische Untersuchungen geben, um den Aufbau des M. interosseus medius noch besser zu verstehen und andererseits eine Vergleichsgrundlage für die ELMI-Bilder geschädigter Fesselträger sein.