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Mikromorphologische und -morphometrische Untersuchungen zum Gefäßsystem des Göttingen® Minipig als Beitrag zum Refinement biomedizinischer Studien im Sinne des 3R-Konzeptes nach Russel und Burch (2016)

Art

Hochschulschrift

Autor

Proft, Lilly (WE 1)

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verlag, 2016 — 123 Seiten

ISBN: 978-3-86387-768-2

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/3034

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Institut für Veterinär-Anatomie

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Abstract / Zusammenfassung

Seit einigen Jahren hat in Deutschland das Schwein als Großtiermodell in der biomedizini-schen Forschung immer mehr an Bedeutung gewonnen. Aufgrund großer physiologischer und morphologischer Ähnlichkeiten bezüglich des Blutgefäßsystems von Schwein und Mensch hat sich das Schwein v.a. in der kardiovaskulären Forschung etabliert. Durch die Züchtung des Göttingen® Minipigs (GM) in den sechziger Jahren steht ein Modelltier mit geringem Adultgewicht von 35-40 kg für die biomedizinische Forschung zur Verfügung.

Da nur wenige systematische Untersuchungen zur Mikromorphologie des Blutgefäßsystems des GM vorliegen, soll die vorliegende Studie den Altersverlauf von präadult zu adult charak-terisieren sowie einen Vergleich zu konventionellen Schweinerassen ähnlicher Gewichts-klassen erstellen. Diese Daten können für die Versuchsplanung, v.a. bei biomedizinischen Langzeitstudien, verwendet werden und somit einen Beitrag zum Refinement (nach Russel und Burch) leisten.

Die Auswahl der 23 untersuchten Tiere erfolgte im Sinne der „3R? nach Russel und Burch (1959). Diese Minimalanzahl an Tieren stammte aus anderen Forschungsprojekten und teils wurde das für die Ausbildung der Studenten verwendete Material für die Probengewinnung genutzt.

Zur Erfassung der mikroskopisch qualitativen und quantitativen Daten des Blutgefäßsystems der GM wurden klinisch relevante Arterien (n= 22) und Venen (n= 13) von fünf präadulten GM (17-18 Monate, Masse: 27,6 ± 2,5 kg) und drei adulten GM (40 ± 2 Monate, Masse: 42 ± 1,7 kg) histologisch untersucht. Zum Vergleich wurden die Halsgefäße sowie die A. und V. femoralis an sechs präadulten Schweinen (2 Monate, Masse: 10,3 ± 2,6 kg) und sieben 3 Monate alten Tieren der Deutschen Landrasse (DL) (Masse: 39,0 ± 2,5 kg) untersucht.

Bei den präadulten GM konnten Duplikaturen von Blutgefäßen überwiegend im Bereich der Schultergliedmaßengefäße identifiziert werden.

Die Einteilung der Arterien der GM erfolgte in elastische und muskuläre Typen sowie in Mischtypen. Zu den Kriterien gehörten die Dicke der Tunica intima, die Existenz einer inne-ren elastischen Membran, der Anteil an Kollagen, elastischen Fasern und glatten Muskelzel-len in der Tunica media und das Adventitia/Media-Verhältnis. Zu den Aa. elastotypicae (37 % elastische Fasern, 35 % glatte Muskelzellen) gehörten die Abschnitte der Aorta im Thorax. Zu den Aa. myotypicae (max. 25 % elastische Fasern, mindestens 45% glatte Muskelzellen) zählten die Gliedmaßengefäße. Die Arterien der Aa. mixtotypicae befanden sich zwischen den anderen beiden Typen, wie beispielsweise die Aorta abdominalis und A. subclavia. Als Besonderheit war die Heterogenität der A. carotis communis zu sehen. Diese stellte sich bei den GM und den älteren Schweinen der DL (3 Mo) als A. myotypica und bei den zwei Mona-te alten DL Schweinen als A. mixtotypica dar.

Bei den DL-Schweinen besteht eine positive Korrelation der glatten Muskulatur und EZM zur Körpermasse bei der A. carotis communis.

Bei den präadulten (18 Mo) und adulten (40 Mo) GM besteht in der Tunica media der Aorta ein gleichbleibendes Verhältnis der kollagenen und elastischen Fasern in der EZM von je-weils 30 % Flächenanteil.

Die Lumenreduktion der Aorta im proximo-distalen Verlauf belief sich bei den GM auf 40% (präadult) bis 60% (adult).

Innerhalb der GM gab es zwischen den beiden Altersgruppen präadult (17/18 Monate) und adult (40 Monate) trotz deutlicher Massezunahme von 32 % der Tiere keine signifikanten Veränderungen bei der Betrachtung der Innendurchmesser und der Dicke der Tunica intima der untersuchten Arterien und Venen. Dagegen konnte ein deutliches Wachstum von bis zu 30% bei der Dicke der Tunica media festgestellt werden. Dagegen gab es bei den DL zwi-schen den Altersgruppen stets ein masseabhängiges Wachstum der Blutgefäße.

Die Venen der GM und der DL-Schweine können aufgrund typischer Merkmale in elastische und muskuläre Venen eingeteilt werden. Da sich die Tunica media der V. jugularis interna von der V. jugularis externa der GM qualitativ sowie quantitativ signifikant unterscheidet, kann diese im Hinblick auf die Tunica media nicht als Kontrollgefäß der V. jugularis externa in Tierversuchen verwendet werden. Dieses Ergebnis muss beim Refinement gemäß der 3Rs in der Tierversuchsplanung berücksichtigt werden.

Grundsätzlich zeigen die Daten, dass es in der juvenilen Phase zu großen Schwankungen im Bau der Blutgefäße der großen, relativ schnell wachsenden Landrasseschweinen inner-halb kürzester Zeit kommen kann und sie deshalb für Langzeitstudien weniger gut geeignet oder sogar unzweckmäßig sind.

Daher stellt das Göttingen® Minipig für Langzeitstudien am Blutgefäßsystem das Tiermodell der Wahl dar.