Untersuchungen zur Amyloidose bei Zoo- und Wildvögeln sowie zur Histo- und Immunhistochemischen Charakterisierung des aviären Amyloidproteins
Studies about amyloidosis in captive and wild birds, with special regard to the histochemical and immunohistochemical characterization of the avian amyloid protein
Dissertation
111 Seite
Freie Universität Berlin, Fachbereich Veterinärmedizin
Gutachter: Prof. Dr. habil R.R. Hofmann, Prof. Fr. V. Bergmann
Verschiedene Zoos
Zusammenfassung:
Hauptzielstellung dieser Arbeit war es, Aufschlüsse über Vorkommen und Verteilung der Amyloidose bei Zoo- und Wildvögeln zu gewinnen, deren Beziehungen zu anderen Erkrankungen und Einflüssen zu analysieren und das Amyloidprotein von Vögeln histochemisch und immunhistochemisch zu charakterisieren. Für diese Untersuchungen, die am Institut für Zoo- und Wildtierforschung Berlin durchgeführt wurden, standen sowohl die Sektionsprotokolle als auch in Paraffin eingebettete Organproben aller zwischen 1970 und 1992 sezierten Vögel zur Verfügung. Im ersten Teil der Arbeit wurden die Sektionsberichte von 8456 obduzierten Vögeln ausgewertet, die sich auf 23 Ordnungen verteilten. Die Sektionsprotokolle von Vögeln mit befundeter Amyloidose wurden in Hinblick auf Artzugehörigkeit, Geschlecht, Todesdatum, Alter sowie vorliegende Erkrankungen bzw. Todesursachen analysiert. Im zweiten Teil der Arbeit wurde versucht, das Amyloidprotein histochemisch und immunhistochemisch zu charakterisieren. Für die histochemische Untersuchung an 100 aus 13 Ordnungen ausgewählten Vögeln wurde die Kaliumpermanganatmethode nach WRIGHT et al. (1977) eingesetzt, mit der es möglich ist, das Amyloidprotein AA aufgrund des Verlustes der Kongorotbindung nach Kaliumpermanganatoxidation von anderen Amyloidproteinen abzugrenzen. Hierzu wurden die mit Kaliumpermanganat vorbehandelten Schnitte mit Kongorot gefärbt und anschließend mit kongorotgefärbten Parallelschnitten ohne vorherige Kaliumpermanganatoxidation verglichen. Ein Schnitt wurde bei 90 bis 100%igem Verlust der Kongorotfärbung als „kaliumpermanganat-sensitiv“ gewertet und konnte dementsprechend dem Amyloidtyp AA zugeordnet werden. Für die immunhistochemische Charakterisierung des Amyloidproteins an 50 ausgewählten Vögeln aus den 13 Ordnungen fand die Immunperoxidasetechnik Anwendung, wobei ein kommerziell erhältlicher monoklonaler Antikörper gegen humanes Amyloid A und ein gegen Entenamyloid A gerichteter polyklonaler Kaninchenantikörper zum Einsatz kamen. Als positiv wurden in der Schnittebene liegende hell- bis dunkelbraun gefärbte Präzipitationsprodukte gewertet.
Aus den Ergebnissen der durchgeführten Untersuchungen können folgende Schlußfolgerungen gezogen werden:
1. In teilweiser Bestätigung der Untersuchungen anderer Autoren sind von der Amyloidose bevorzugt die Ordnungen Anseriformes, Phoenicopteriformes, Gruiformes und Charadriiformes betroffen, wobei innerhalb dieser Ordnungen wiederum Häufungen in einzelnen Familien bzw. Gattungen auftreten.
2. Nach den Ergebnissen dieser Untersuchungen ist das Winter- und Frühjahrsmaximum sowie das Sommer- und Herbstminimum im Auftreten der Amyloidose nur ein scheinbarer Effekt. Da unter Berücksichtigung der Altersprävalenz der Amyloidose in den Sommermonaten auch weniger adulte Tiere als in den Wintermonaten obduziert wurden, sowie Beginn und Verlauf der Amyloidbildung aufgrund der Chronizität dieser Erkrankung bei der Autopsie nicht bestimmbar sind, läßt sich ein saisonaler Verlauf der Amyloidose mit einem Winter-/ Frühjahrsgipfel nicht verifizieren.
3. Die aviäre Amyloidose tritt in der Mehrzahl der Fälle als sogenannte sekundäre Form in Zusammenhang mit einer chronischen Infektion oder Entzündung auf. Idiopathische Amyloidosen, ohne erkennbare Begleiterkrankung, wurden zu 28,4 Prozent beobachtet. Da nach bisherigen Erkenntnissen beide Formen hinsichtlich ihrer Entstehung einem gleichen oder ähnlichen pathogenetischen Mechanismus unterliegen dürften, erscheint es gerechtfertigt, beide Formen als reaktive Amyloidosen zu betrachten.
4. Das Verteilungsmuster der Amyloidablagerungen entspricht bei allen untersuchten Vögeln dem der systemischen Amyloidose. In der Mehrzahl der untersuchten Fälle traten die Amyloidablagerungen in mehr als einem Organ auf, wobei vorrangig Leber, Milz und Nieren betroffen waren.
5. Nach den histochemischen und immunhistochemischen Untersuchungen gehören die bisher untersuchten Amyloidosen der Vögel zum Typ AA, d.h., der Fibrillenanteil leitet sich in allen Fällen von dem Akute-Phase-Protein SAA ab. Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die reaktive, systemische Amyloidose vom Typ AA die dominierende, bisher einzig bekannte Amloidoseform bei Vögeln darstellt.
Abstract:
The aim of these studies was to obtain more detailed information on the occurrence and distribution of amyloidosis in captive and wild birds, to analyse the relationship of amyloidosis to other diseases and influential factors, and to characterize the avian amyloid protein histochemically and immunohistochemically. The studies were performed at the Institute for Zoo and Wildlife Research in Berlin. Their basis were post-mortem reports and a diversity of organ specimens embedded in paraffine wax from birds autopsied between 1970 and 1992. The post-mortem reports on 8456 autopsied birds belonging to 23 avian orders were analysed in the first part of this study. All records on birds with the diagnose amyloidosis were evaluated in relation to species, sex, date of death, accompanying diseases and causes of death. The object of the second part of this study was to performe a histochemical and immunohistochemical characterization of the amyloid protein. For the histochemical examinations the potassium permanganat reaction (WRIGHT et al., 1977) was used on 100 selected birds from 13 orders. This method is suitable for distinguishing the amyloid protein AA from other varieties of amyloid on the basis of a strongly reduced or lost Congo red binding after exposure to potassium permanganate. For this distinction, tissue sections pretreated with potassium permanganat were stained with Congo red and compared with parallel sections without potassium permanganat exposure. Amyloid was considered permanganat-sensitive (and identified as amyloid AA protein) if all amyloid deposits present in the tissue section totally or nearly totally (with more than 90 % loss) lost their Congo red affinity. The immuno-peroxidase technique (with diaminobenzidine as the chromogen) was used for immuno-histochemical characterization of the amyloid protein on 50 selected birds from 13 orders. As primary antibodies a commercially available monoclonal human anti-AA antibody and a polyclonal rabbit anti-duck amyloid-A antibody were applied. By using appropriate controls, all deposits in the tissue sections showing a light to dark brown colour were identified als amyloid-A positive.
The results of these examinations can be summarized as follows:
1. In partial confirmation of studies performed by other authors the avian orders Anseriformes, Phoenicopteriformes, Gruiformes and Charadriiformes were shown to be especially prone to amyloidosis. Differences in the incidence of amyloidosis were found also among families, genera and tribes within these orders.
2. According to the results of these studies, the somewhat higher incidence of amyloid occurence in winter and spring, as compared with the summer and autumn months, can not be considered as evidence for a true seasonal variation, as it was claimed by some other authors. In considering the age of the birds, a distinctly higher proportion of young birds with a very low incidence of amyloidosis was generally autopsied in summertime as compared to wintertime. In addition, beginning and course of amyloidosis can not be determined at autopsy due to the chronicity of this disease. Taking into account all these circumstances, a seasonal character of amyloidosis with a peak value in winter and spring can not reliably be demonstrated with certainty.
3. Avian amyloidosis occurred as so-called secondary form associated with chronic diseases or inflammations in the majority of cases. Idiopathic amyloidosis without a recognizable accompanying disease was found in 28,4 % of all cases. According to present knowledge, the two formes can be identified as a reactive amyloidosis which seems to be caused by the same or a similar pathogenetic mechanism.
4. The distribution pattern of the amyloid deposits is consistent with that of the systemic amyloidosis. Amyloid deposits occurred in more than one organ in most cases. Primarily involved were liver, spleen and kidneys.
5. According to the histochemical and immunohistochemical studies the avian amyloid examined belongs to the type AA. That means that the amyloid fibrils are derived from the acute phase protein SAA in all cases.
In conclusion, it can be stated that all cases of amyloidosis in birds hitherto examined are of the reactive type or type AA.
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