Struktur, Funktion und Qualität des Kronhorns im Pferdehuf | The structure, function and quality of the horn in the coronet of the equine hoof

Titelblatt, 2.Seite, Widmung 1\. Inhaltsverzeichnis 2\. Abkurzungen 3\. Einleitung 4 Literaturubersicht 5 Material und Methoden 6 Untersuchungsergebnisse 7 Diskussion 8 Zusammenfassung 9 Summary 10 Abbildungsseiten 11 Literaturverzeichnis 12 Danksagung und Lebenslauf und Selbtandigkeitserklarung

Zur Untersuchung standen achtundzwanzig Vorderhufe adulter Hauspferde, bei denen sowohl die Dermis als auch die lebende sowie die verhornte Epidermis des Kronsegmentes untersucht wurde. Durch mehrere Entnahmestellen der Hornproben entlang des Zehenruckenteils der Hufe sollte der jahreszeitliche Einfluss auf die Hornqualitat ermittelt werden.Die vollstandig verhornte Epidermis kann aufgrund der unterschiedlichen Architektur und histochemischen Eigenschaften in einen inneren, mittleren und außeren Abschnitt eingeteilt werden, wobei die beiden letztgenannten Bereiche viele Ähnlichkeiten aufweisen. Die Lederhaut des Kronsegmentes bildet Papillen aus, in deren Umgebung die lebende Epidermis nach dem Prinzip der harten Verhornung die Hornrohrchen mit dem dazwischenliegenden Zwischenrohrchenhorn bildet. Das innere Kronhorn besteht aus runden Rohrchen mit einem weiten, meist leeren Markraum. Es besitzt eine geringere Harte, hohere Feuchtigkeit und eine hohere Elastizitat als die mittleren und außeren Kronhornbereiche, die aus ovalen Hornrohrchen bestehen. Der Markraum der mittleren Kronhornrohrchen ist relativ eng und teilweise mit rissigen, teilweise mit intakten Markzellen gefullt. Nur die außeren Kronhornrohrchen bleiben intakt und lassen auch kurz oberhalb des Tragrandes keinen Zerfall der Markzellen erkennen. Bei transmissionselektronenmikroskopischer Betrachtung kann im inneren Kronhorn eine spongiose Zytoarchitektur sowie ein haufig blasenformig erweiterter Interzellularspalt der Rohrchen- und Zwischenrohrchenzellen ermittelt werden. Die Hornzellen des mittleren und außeren Kronhorns sind dagegen uberwiegend solide und weisen nur selten Erweiterungen des Interzellularspaltes auf. Bei der elektrophoretischen Untersuchung zeigt sich, dass im mittleren und außeren Kronhorn zwei Cytokeratine mehr auftreten als im inneren Kronhorn, die Intermediarfilament-assoziierten Proteine lassen dagegen in den verschiedenen Bereichen keine Unterschiede erkennen. Aufgrund der Rohrchenstruktur, der Zytoarchitektur, der histometrischen Ergebnisse sowie der Harte- und Feuchtigkeitsmessungen wird deutlich, dass das elastische innere Kronhorn der Abfederung der Krafte dient, die bei der Bewegung des Pferdes durch den Hufbeintrager auf das Kronhorn eintreffen. Die Funktion des mittleren und außeren Kronhorns besteht dagegen im Schutz der weiter innen gelegenen Hufanteile gegen horizontal eintreffende Krafte. Horn, das vermutlich in der warmeren Jahreszeit gebildet wurde, lasst im Vergleich zu Hornmassen, deren Bildungszeitpunkt in der kuhleren Jahreszeit liegt, eine schlechtere Qualitat erkennen, da der Interzellularspalt meist blasenformig erweitert und unvollstandig mit Kittsubstanz gefullt ist und bei der histometrischen Untersuchung weniger Hornrohrchen pro mm² Hufhorn ermittelt werden. Diese weisen meist einen weiteren Markraum auf. Das Rohrchenmark stellt ebenso wie ein weiter, unvollstandig gefullter Zwischenzellraum eine Pradilektionsstelle fur den Eintritt von keratolytischen sowie mikrobiellen Noxen dar. Eine zunehmende Qualitatsminderung des Hufhorns ist auch durch den naturlichen Alterungsprozess gegeben. Im Vergleich zum Przewalskipferd (PATAN, 2001) ist der Interzellularspalt des Hauspferdes weiter und es sind Unterschiede im Auftreten der gelelektrophoretisch darstellbaren Proteine zu verzeichen. Bei histometrischer Betrachtung sind beim Hauspferd in allen Kronhornbereichen deutliche Abweichungen zum Urwildpferd erkennbar. Weiterhin besitzt das Hauspferd besonders im außeren Kronhorn geringere Hartewerte als das Przewalskipferd. Die ermittelten jahreszeitlichen Unterschiede treten bei den durchgefuhrten Untersuchungen nicht so deutlich hervor wie beim Urwildpferd, was durch andere Haltungsbedingungen und durch domestikationsbedingte Einflusse zu erklaren ist. In nachfolgenden Untersuchungen sollte geklart werden, ob auch Hauspferde, die unter Semireservatbedingungen gehalten werden, ebenso deutliche histometrische und mechanisch-physikalische Ergebnisse und einen ausgepragten jahreszeitlichen Rhythmus der Hornproduktion, Hornabrieb und Hornqualitat wie die Urwildpferde erkennen lassen.

The dermal and epidermal structure of the coronet of 28 adult domestic horses was studied. Because several samples along the back of the hoof were taken it was possible to show the influence of the time of the year on the hoof horn quality.The keratinized epidermis can be divided into an inner, middle and outer zone because of structural and histochemical differences. The middle and the outer zone show several similarities.The horn of the coronet undergoes a hard keratinization. Above the corial papillae, the living epidermis forms horn tubules and intertubular horn. The inner zone consists of round horn tubules with an usually wide and empty marrow. It shows a lower horn hardness and a higher elasticity than the middle and outer zone of the coronet which possess oval horn tubules. The marrow is narrow and filled with partly intact, partly cracked horn cells. Only the horn tubules near the surface of the hoof stay intact, the medullary cells do not decay in any area of the hoof. The transmission electron microscopical investigation shows that the cells of the horn tubules and the intertubular horn have a spongious cytoarchitecture and mostly an enlarged intercellular space. In contrast to this, the horn cells of the middle and outer coronet are solid and have a narrow intercellular space. In the electrophoratical studies it is shown that in the middle and outer area of the coronet appear two additional cytokeratins in contrast to the inner zone, while the intermediate filament proteins show now differences in the three areas. Because of the horn structure, the cytoarchitecture, the histometric studies and the results of the hardness and moisture content measurements, it can be concluded that the horn of the inner coronet has to absorb the proximodistal forces that act on the hoof during the motion of the horse. The function of the middle and outer coronet is the protection of the sensitive structures in the inner areas of the hoof against lateral forces. Horn that is probably produced in the summer has a decreased horn quality in comparison to horn that is probably produced in the winter because the intercellular space is mostly enlarged and incompletely filled with intercellular cementing substance. The histometrical studies pointed out that it showed less horn tubules per mm² hoof horn. These tubules have an enlarged marrow, which- in the same way as an incompletely filled intercellular space- is a predilection site for the entrance of microbial and chemical invasion. A reduction of horn quality is also caused by the natural process of ageing. In contrast to the Przewalski horse (PATAN, 2001) the intercellular space of the domestic horse is wider and the gel-electrophoresis shows differences in the appearence of proteins. In histometrical studies the domestic horse also shows discrepancies in comparison to the Przewalski horse. Furthermore, the domestic horse possesses a lower horn hardness in the outer coronet than the Przewalski horse. The shown seasonal differences are not so distinct in the domestic horse compared to the Przewalski horse, which can be explained by the different conditions of housing and the influence of domestication. Additional investigations should analyze whether domestic horses which are accomodated under conditions of semi-reservate also show distinct histometrical and mechanical-physical results and a marked seasonal rhythm of the horn production, horn abrasion and horn quality like the Przewalski horses.