Die Synoviauntersuchung ist von großer Bedeutung für die Diagnose, Verlaufskontrolle und Prognose von Gelenkerkrankungen und aufgrund des häufigen Auftretens von Gelenkproblemen beim Pferd von großer Relevanz für die Pferdepraxis und von ökonomischer Bedeutung für den Pferdebesitzer. Ein großes Problem für die Synoviadiagnostik stellt die Tatsache dar, dass in der Literatur sehr uneinheitliche Normwerte angegeben werden, die zudem meist nicht für die einzelnen Gelenke differenziert aufgeführt werden. Insbesondere über die Zusammensetzung der Gelenkflüssigkeit der Huf- und Krongelenke ist noch sehr wenig bekannt, da es bei diesen Gelenken schwierig ist, bei physiologischer Gelenkfüllung ausreichende Mengen an Untersuchungsmaterial zu gewinnen. Ein weiteres Problem stellt die Tatsache dar, dass die Bestimmungsmethoden und die Maßeinheiten nicht einheitlich sind, und daher die Vergleichbarkeit der Werte eingeschränkt wird. Aus diesem Grund war es Ziel dieser Arbeit, für einige der beim Pferd am häufigsten erkrankten Gelenke physiologische Befunde für einige makroskopische, biochemische und zelluläre Parameter aufzustellen, die laut Schrifttum eine gute Beurteilung des synovialen Systems erlauben. Des weiteren sollte die von HEILMANN 1984 für die Humanmedizin entwickelten Verdünnungsmethode zur Ermittlung des Synoviavolumens hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit beim Pferd geprüft werden. Das Gelenkflüssigkeitsvolumen ist insofern von Bedeutung, als fast alle Gelenkerkrankungen mit einer Veränderung des Synoviavolumens einher gehen und weil bei bekanntem Gelenkflüssigkeitsvolumen die gewünschte Wirkstoffkonzentration bei intraartikulärer Applikation erzielt werden kann. Die Proben stammten von 39 Pferden und Ponys unterschiedlicher Größe (Stockmaß: 110-178 cm, Gewicht: 120-680 kg KG) und Rasse (22 Warmblutpferde, 12 Ponys und Kleinpferde, 4 Kaltblüter, 1 Vollblüter), verschiedenen Alters (9 Monate-20 Jahre) und Geschlechts (16 Stuten, 15 Wallache, 8 Hengste), die aus variierenden Gründen der Schlachtung zugeführt wurden. Einzige Voraussetzung für die Probanden war, dass sie bei der klinischen und anschließenden pathologischen Untersuchung keinen Hinweis auf eine Gelenkerkrankung zeigen durften. Untersucht wurden Vorderfußwurzel-Mittelgelenke (n = 78), Fessel- (n = 78), Kron- (n = 77) und Hufgelenke (n = 74) jeweils beider Vordergliedmaßen. Insgesamt gingen 307 Gelenke in die Messungen ein. Die Gelenkpunktate wurden adspektorisch (Farbe, Trübung, Beimengungen, Gerinnung, Fadenziehvermögen), biochemisch (Totalprotein, Albumin, Globulin, Albumin/Globulin-Verhältnis, Aktivität der alkalischen Phosphatase und der Laktatdehydrogenase, pH, Glucose, Lactat) und hinsichtlich des Differenzialzellbildes (Leukozyten, Monozyten/Makrophagen, Granulozyten, Synoviozyten) untersucht. Die Parameter wurden so zusammengestellt, dass sowohl entzündliche (einschließlich septische) als auch degenerative Gelenkerkrankungen erkannt werden können. Zusätzlich wurde das Synoviavolumen mittels des "Biochemischen Gelenkfunktionstests nach HEILMANN" bestimmt, wobei ein definiertes Volumen einer Markersubstanz (Hydroxyethylstärke (HES)-Lösung, 0,5 %) intraartikulär appliziert und das Synovia-HES-Gemisch nach einer Durchmischungsphase gewonnen wird. Über die Konzentrationsabnahme der Markersubstanz lässt sich dann das Synoviavolumen bestimmen und mittels des Verdünnungsfaktors die Konzentration der gewünschten Parameter berechnen. Die Untersuchung zeigte zum Teil deutliche Unterschiede zwischen den Mittelwerten der verschiedenen Gelenke, wobei insgesamt folgende Durchschnittswerte festgestellt wurden: Gesamtprotein: 15,30 g/l (15,08-16,03 g/l), Albumin/Globulin: 1,54 (1,46-1,60), Albumin: 60,03 % (58,43-61,28 %), Globulin: 39,97 % (38,72-41,57 %), Glukose: 6,67 mmol/l (6,35-9,98 mmol/l), Laktat: 7,69 mmol/l (6,69-8,14 mmol/l), pH: 7,67 (7,60-7,79), alkalische Phosphatase: 113,00 U/l (108,29-115,95 U/l), Laktatdehydrogenase: 216,53 U/l (207,70-231,15 U/l), Monozyten/Makrophagen: 54,9 % (53,5-56,4 %), Lymphozyten: 17,2 % (159-18,2 %), Granulozyten: 1,0 % (0,7-1,2 %), Synoviozyten: 27,0 % (23,8-30,2 %). Im Durchschnitt betrug das punktierbare Volumen 3,09 ml (0,58-6,21 ml) und das via Verdünnungsmethode ermittelte absolute Synoviavolumen 10,15 ml (6,07-14,90 ml). Die Mittelwertunterschiede der verschiedenen Gelenke sind für das Fadenziehvermögen, Gesamtprotein, Albumin/Globulin-Verhältnis, Albumin, Globulin, Glucose, Lactat, pH, Synoviozytenanteil, punktierbares und absolutes Synoviavolumen signifikant. Außerdem unterscheiden sich die Gelenke signifikant hinsichtlich des Auftretens von Beimengungen und Trübungen. Die ermittelten Werte stimmen weitgehendst mit den in der Literatur zu findenden Angaben überein, sofern diese vorhanden sind und soweit trotz unterschiedlicher Einheiten und Bestimmungsmethoden überhaupt verglichen werden kann. In jedem Fall leistet diese Arbeit einen Beitrag zur Vereinheitlichung der Angaben über physiologische Synoviabefunde und die Besonderheiten der unterschiedlichen Gelenke. Der "Biochemische Gelenkfunktionstest nach HEILMANN" ist als Verdünnungsmethode zur Bestimmung des absoluten Gelenkflüssigkeitsvolumens prinzipiell auch beim Pferd anwendbar, jedoch für die Praxis nicht unbedingt relevant, da das Synoviavolumen individuell stark variiert und auch beim Seitenvergleich in einzelnen Fällen um bis zu 3,79 ml schwankt. Diese Verdünnungsmethode ermöglicht es aber, auch aus den kleinen Gelenken in jedem Fall ausreichende Mengen an Untersuchungsmaterial zu gewinnen, so dass auch diese einer Untersuchung zugänglich gemacht werden. / Synovial fluid analysis is very important for the diagnosis, prognosis and monitoring the progress of arthropathies in all species. It is especially important in the horse in which inappropriate diagnosis and prognosis can have serious financial implications for the owner. In the horse, the interpretation of synovial fluid analyses is hampered by the lack of uniformity in both the analytical methods and the units of measurement in the published values. In addition, these reports frequently do not distinguish between different joints, and the studies on the biochemical and cellular values of the proximal and distal interphalangeal joints are particlularly poor. There is also a paucity of information on the total volume of synovial fluid of different joints. Knowledge of normal joint fluid volumes would allow concentrations of intra-articular injected medications to be determined accurately. The objective of this study was to determine the normal biochemical and cellular values of synovial fluid collected from certain joints of the distal equine limb. A second goal was to examine the applicability of the dilution method described by HEILMANN (1984) in human joints using hydroxy-ethyl starch to determine the total volume of synovial fluid of joints. Samples were collected from 39 horses and Ponys of different breeds and sex (16 females, 15 geldings, 8 entire males) and of varying age (9 months-20 years), height (110-178 cm), and weight (120-680 kg), that had been sent to slaughter for various reasons. All animals were examined clinically and pathologically and no animal with evidence of joint disease was included in the study. Samples of synovial fluid were collected from the following joints: middle carpal (n = 78), fetlock (n = 78), proximal interphalangeal (n = 77) and distal interphalangeal (n = 74). In total, samples from 307 joints were examined. The synovial fluid was assessed for colour, cloudiness, viscosity and particulate matter. The following parameters were determined by standard methods: total protein, albumin, globulin, albumin/globulin ratio, glucose, lactate, pH, alkaline phosphatase, lactate dehydrogenase and a differential cell count. Abnormalities in these parameters are considered to be indicative of synovitis, infectious arthritis, degenerative joint disease and synovial effusion. The total volume of joint fluid was determined by the HEILMANN method: A sample of fluid was withdrawn from each joint and the punctionable volume noted. A known volume and concentration of hydroxy-ethyl starch was injected into the joint; the joint was manipulated and a second sample of fluid removed. By the decrease of the concentration of the hydroxy-ethyl starch the synovial fluid volume can be calculated. The total synovial fluid was determined by adding the initial volume of fluid removed and the volume obtained by the dilution method. The values varied between the different joints and the range of mean values for the four joints examined were: total protein 15,30 g/l (15,08-16,03 g/l); albumin 60,03 % (58,43-61,28 %); globulin 39,97 % (38,72-41,57 %); albumin/globulin ratio 1,54 (1,46-1,60); glucose 6,67 mmol/l (6,35-9,98 mmol/l); lactate 7,69 mmol/l (6,69-8,14 mmol/l); pH 7,67 (7,60-7,79); alkaline phosphatase 113,00 U/l (108,29-115,95 U/l) and lactate dehydrogenase 216,53 U/l (207,70-231,15 U/l). On cytology, the mean values were: monocytes 54,9 % (53,5-56,4 %); lymphocytes 17,2 % (15,9-18,2 %); granulocytes 1,0 % (0,7-1,2 %) and synovial cells 27,0 % (23,8-30,2 %). The mean total volume of joint fluid was 10,15 ml and varied from 14,9 ml (middle carpal) to 6,07 ml (distal interphalangeal). Significant differences in the mean values of viscosity, total protein, albumin/globulin ratio, albumin, globulin, glucose, lactate, pH, lactate dehydrogenase, punctionable volume and the total volume of joint fluid occurred among the four joints. On cytology, only the mean values of synovial cells differed significantly among joints. As far as comparison is possible, the results of this study are in accord with published values. The study, however, does show that there are normal, physiological differences, especially in the biochemical parameters, among the four joints examined and that the values for one joint may not be appropriate for all joints. Furthermore, the dilution method developed by HEILMANN for human joints can be applied to the horse, although it may not be a useful measure of synovial system dysfunction as, in some horses, the difference in volume for the same joint of both legs was up to 3,79 ml. The addition of the hydroxy-ethyl starch to the smaller joints did allow the collection of sufficient fluid for a complete examination without interfering with the analysis.

Der zweizeitige Endoprothesenwechsel gilt als Goldstandard der Therapie periprothetischer Gelenkinfektionen. Ein sicherer Ausschluss einer Infektpersistenz ist für den Therapieerfolg essentiel. Es wurde der diagnostische Nutzen synovialer Marker zum Ausschluss einer Infektpersistenz bei einliegendem Kniegelenksspacer untersucht. Weder mikrobiologische noch zytologische Synovia-Analysen sind zum Ausschluss einer Infektpersistenz im Rahmen des zweizeitigen Knieendoprothesenwechsels geeignet. / Two-stage exchange is considered the gold-standard for therapy of infected joint-arthroplasty. To rule out infection persistence before reimplantation is essential for treatment success. Diagnostic value of synovial markers to rule out infection persistence were evaluated. Neither microbiological nor cytological tests could rule out infection persistence with indwelling pmma-spacer during two-stage-exchange of infected knee-arthroplasty.

Die Synoviauntersuchung ist von großer Bedeutung für die Diagnose, Verlaufskontrolle und Prognose von Gelenkerkrankungen und aufgrund des häufigen Auftretens von Gelenkproblemen beim Pferd von großer Relevanz für die Pferdepraxis und von ökonomischer Bedeutung für den Pferdebesitzer. Ein großes Problem für die Synoviadiagnostik stellt die Tatsache dar, dass in der Literatur sehr uneinheitliche Normwerte angegeben werden, die zudem meist nicht für die einzelnen Gelenke differenziert aufgeführt werden. Insbesondere über die Zusammensetzung der Gelenkflüssigkeit der Huf- und Krongelenke ist noch sehr wenig bekannt, da es bei diesen Gelenken schwierig ist, bei physiologischer Gelenkfüllung ausreichende Mengen an Untersuchungsmaterial zu gewinnen. Ein weiteres Problem stellt die Tatsache dar, dass die Bestimmungsmethoden und die Maßeinheiten nicht einheitlich sind, und daher die Vergleichbarkeit der Werte eingeschränkt wird. Aus diesem Grund war es Ziel dieser Arbeit, für einige der beim Pferd am häufigsten erkrankten Gelenke physiologische Befunde für einige makroskopische, biochemische und zelluläre Parameter aufzustellen, die laut Schrifttum eine gute Beurteilung des synovialen Systems erlauben. Des weiteren sollte die von HEILMANN 1984 für die Humanmedizin entwickelten Verdünnungsmethode zur Ermittlung des Synoviavolumens hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit beim Pferd geprüft werden. Das Gelenkflüssigkeitsvolumen ist insofern von Bedeutung, als fast alle Gelenkerkrankungen mit einer Veränderung des Synoviavolumens einher gehen und weil bei bekanntem Gelenkflüssigkeitsvolumen die gewünschte Wirkstoffkonzentration bei intraartikulärer Applikation erzielt werden kann. Die Proben stammten von 39 Pferden und Ponys unterschiedlicher Größe (Stockmaß: 110-178 cm, Gewicht: 120-680 kg KG) und Rasse (22 Warmblutpferde, 12 Ponys und Kleinpferde, 4 Kaltblüter, 1 Vollblüter), verschiedenen Alters (9 Monate-20 Jahre) und Geschlechts (16 Stuten, 15 Wallache, 8 Hengste), die aus variierenden Gründen der Schlachtung zugeführt wurden. Einzige Voraussetzung für die Probanden war, dass sie bei der klinischen und anschließenden pathologischen Untersuchung keinen Hinweis auf eine Gelenkerkrankung zeigen durften. Untersucht wurden Vorderfußwurzel-Mittelgelenke (n = 78), Fessel- (n = 78), Kron- (n = 77) und Hufgelenke (n = 74) jeweils beider Vordergliedmaßen. Insgesamt gingen 307 Gelenke in die Messungen ein. Die Gelenkpunktate wurden adspektorisch (Farbe, Trübung, Beimengungen, Gerinnung, Fadenziehvermögen), biochemisch (Totalprotein, Albumin, Globulin, Albumin/Globulin-Verhältnis, Aktivität der alkalischen Phosphatase und der Laktatdehydrogenase, pH, Glucose, Lactat) und hinsichtlich des Differenzialzellbildes (Leukozyten, Monozyten/Makrophagen, Granulozyten, Synoviozyten) untersucht. Die Parameter wurden so zusammengestellt, dass sowohl entzündliche (einschließlich septische) als auch degenerative Gelenkerkrankungen erkannt werden können. Zusätzlich wurde das Synoviavolumen mittels des "Biochemischen Gelenkfunktionstests nach HEILMANN" bestimmt, wobei ein definiertes Volumen einer Markersubstanz (Hydroxyethylstärke (HES)-Lösung, 0,5 %) intraartikulär appliziert und das Synovia-HES-Gemisch nach einer Durchmischungsphase gewonnen wird. Über die Konzentrationsabnahme der Markersubstanz lässt sich dann das Synoviavolumen bestimmen und mittels des Verdünnungsfaktors die Konzentration der gewünschten Parameter berechnen. Die Untersuchung zeigte zum Teil deutliche Unterschiede zwischen den Mittelwerten der verschiedenen Gelenke, wobei insgesamt folgende Durchschnittswerte festgestellt wurden: Gesamtprotein: 15,30 g/l (15,08-16,03 g/l), Albumin/Globulin: 1,54 (1,46-1,60), Albumin: 60,03 % (58,43-61,28 %), Globulin: 39,97 % (38,72-41,57 %), Glukose: 6,67 mmol/l (6,35-9,98 mmol/l), Laktat: 7,69 mmol/l (6,69-8,14 mmol/l), pH: 7,67 (7,60-7,79), alkalische Phosphatase: 113,00 U/l (108,29-115,95 U/l), Laktatdehydrogenase: 216,53 U/l (207,70-231,15 U/l), Monozyten/Makrophagen: 54,9 % (53,5-56,4 %), Lymphozyten: 17,2 % (159-18,2 %), Granulozyten: 1,0 % (0,7-1,2 %), Synoviozyten: 27,0 % (23,8-30,2 %). Im Durchschnitt betrug das punktierbare Volumen 3,09 ml (0,58-6,21 ml) und das via Verdünnungsmethode ermittelte absolute Synoviavolumen 10,15 ml (6,07-14,90 ml). Die Mittelwertunterschiede der verschiedenen Gelenke sind für das Fadenziehvermögen, Gesamtprotein, Albumin/Globulin-Verhältnis, Albumin, Globulin, Glucose, Lactat, pH, Synoviozytenanteil, punktierbares und absolutes Synoviavolumen signifikant. Außerdem unterscheiden sich die Gelenke signifikant hinsichtlich des Auftretens von Beimengungen und Trübungen. Die ermittelten Werte stimmen weitgehendst mit den in der Literatur zu findenden Angaben überein, sofern diese vorhanden sind und soweit trotz unterschiedlicher Einheiten und Bestimmungsmethoden überhaupt verglichen werden kann. In jedem Fall leistet diese Arbeit einen Beitrag zur Vereinheitlichung der Angaben über physiologische Synoviabefunde und die Besonderheiten der unterschiedlichen Gelenke. Der "Biochemische Gelenkfunktionstest nach HEILMANN" ist als Verdünnungsmethode zur Bestimmung des absoluten Gelenkflüssigkeitsvolumens prinzipiell auch beim Pferd anwendbar, jedoch für die Praxis nicht unbedingt relevant, da das Synoviavolumen individuell stark variiert und auch beim Seitenvergleich in einzelnen Fällen um bis zu 3,79 ml schwankt. Diese Verdünnungsmethode ermöglicht es aber, auch aus den kleinen Gelenken in jedem Fall ausreichende Mengen an Untersuchungsmaterial zu gewinnen, so dass auch diese einer Untersuchung zugänglich gemacht werden. / Synovial fluid analysis is very important for the diagnosis, prognosis and monitoring the progress of arthropathies in all species. It is especially important in the horse in which inappropriate diagnosis and prognosis can have serious financial implications for the owner. In the horse, the interpretation of synovial fluid analyses is hampered by the lack of uniformity in both the analytical methods and the units of measurement in the published values. In addition, these reports frequently do not distinguish between different joints, and the studies on the biochemical and cellular values of the proximal and distal interphalangeal joints are particlularly poor. There is also a paucity of information on the total volume of synovial fluid of different joints. Knowledge of normal joint fluid volumes would allow concentrations of intra-articular injected medications to be determined accurately. The objective of this study was to determine the normal biochemical and cellular values of synovial fluid collected from certain joints of the distal equine limb. A second goal was to examine the applicability of the dilution method described by HEILMANN (1984) in human joints using hydroxy-ethyl starch to determine the total volume of synovial fluid of joints. Samples were collected from 39 horses and Ponys of different breeds and sex (16 females, 15 geldings, 8 entire males) and of varying age (9 months-20 years), height (110-178 cm), and weight (120-680 kg), that had been sent to slaughter for various reasons. All animals were examined clinically and pathologically and no animal with evidence of joint disease was included in the study. Samples of synovial fluid were collected from the following joints: middle carpal (n = 78), fetlock (n = 78), proximal interphalangeal (n = 77) and distal interphalangeal (n = 74). In total, samples from 307 joints were examined. The synovial fluid was assessed for colour, cloudiness, viscosity and particulate matter. The following parameters were determined by standard methods: total protein, albumin, globulin, albumin/globulin ratio, glucose, lactate, pH, alkaline phosphatase, lactate dehydrogenase and a differential cell count. Abnormalities in these parameters are considered to be indicative of synovitis, infectious arthritis, degenerative joint disease and synovial effusion. The total volume of joint fluid was determined by the HEILMANN method: A sample of fluid was withdrawn from each joint and the punctionable volume noted. A known volume and concentration of hydroxy-ethyl starch was injected into the joint; the joint was manipulated and a second sample of fluid removed. By the decrease of the concentration of the hydroxy-ethyl starch the synovial fluid volume can be calculated. The total synovial fluid was determined by adding the initial volume of fluid removed and the volume obtained by the dilution method. The values varied between the different joints and the range of mean values for the four joints examined were: total protein 15,30 g/l (15,08-16,03 g/l); albumin 60,03 % (58,43-61,28 %); globulin 39,97 % (38,72-41,57 %); albumin/globulin ratio 1,54 (1,46-1,60); glucose 6,67 mmol/l (6,35-9,98 mmol/l); lactate 7,69 mmol/l (6,69-8,14 mmol/l); pH 7,67 (7,60-7,79); alkaline phosphatase 113,00 U/l (108,29-115,95 U/l) and lactate dehydrogenase 216,53 U/l (207,70-231,15 U/l). On cytology, the mean values were: monocytes 54,9 % (53,5-56,4 %); lymphocytes 17,2 % (15,9-18,2 %); granulocytes 1,0 % (0,7-1,2 %) and synovial cells 27,0 % (23,8-30,2 %). The mean total volume of joint fluid was 10,15 ml and varied from 14,9 ml (middle carpal) to 6,07 ml (distal interphalangeal). Significant differences in the mean values of viscosity, total protein, albumin/globulin ratio, albumin, globulin, glucose, lactate, pH, lactate dehydrogenase, punctionable volume and the total volume of joint fluid occurred among the four joints. On cytology, only the mean values of synovial cells differed significantly among joints. As far as comparison is possible, the results of this study are in accord with published values. The study, however, does show that there are normal, physiological differences, especially in the biochemical parameters, among the four joints examined and that the values for one joint may not be appropriate for all joints. Furthermore, the dilution method developed by HEILMANN for human joints can be applied to the horse, although it may not be a useful measure of synovial system dysfunction as, in some horses, the difference in volume for the same joint of both legs was up to 3,79 ml. The addition of the hydroxy-ethyl starch to the smaller joints did allow the collection of sufficient fluid for a complete examination without interfering with the analysis.

Regulation of growth is of fundamental importance for development of the organism and to maintain health. The induction of cell proliferation and matrix production are influenced by several different signaling systems, most importantly by growth factors. The human HER-family of growth factor ligands and receptors is one of the most studied and, at present, one of the most complex including 4 tyrosine kinase receptors and at least 11 different ligands cooperating in the transfer of signals. The HER-family growth responses are also influenced by other intercellular and extracellular signals, including matrix components, cytokines and hormones mediating e.g. inflammation. HER-1 (EGFR) is one of the best known and most extensively studied growth factor receptors. TGF-alpha is possibly the most potent HER-1 ligand and influences wound healing, epidermal maintenance, gastrointestinal function, lactation, pulmonary function and more. Several studies have shown important regulatory functions for some inflammatory cytokines on TGF-alpha production in white blood cells. HER-1 is widespread in epithelial cells but also in mesenchymal cells such as fibroblasts, osteogenic and chondrogenic cells. Consequently, many tumors arising from these cell types express HER family members and often show TGF-alpha and/or HER activation. Indeed, mammary cancer development has been shown when over expressing both TGF-alpha and HER-2 in mouse mammary cells in vivo. In recent years the first HER-1 and HER-2 inhibitors have come into clinical practice for treatment of breast cancer, lung cancer and gastrointestinal cancers, sometimes with great success. However, more knowledge is needed concerning the inflammatory regulation of HER-family expression including where and how the ligands and receptors cooperate. Therefore we were interested in studying the role of TGF-alpha in normal and abnormal growth. First we showed that the acute inflammatory cytokine IL-6 regulates TGF-alpha expression in U-937-1 monocytoid cells. Secondly, we detected a possible long-term enhancing influence of singledose UVR on HER-1 expression in normal human melanocytes. We continued thirdly by revealing TGF-alpha production concomitant with HER-2 in normal human synovia and release of soluble TGF-alpha into the synovial fluid. Both TGF-alpha and HER-2 production were significantly increased in inflammatory joint conditions, e.g. RA. Fourthly, we demonstrated expression of TGF-alpha, HER-1 and HER-2 in synovial sarcoma cells in culture; the observed HER-2 phosphorylation was dependent on ligand induced HER-1 activation. The presented results indicate that TGF-alpha expression can be enhanced by acute inflammatory cytokine IL-6, possibly contributing to growth stimulatory effects assigned to IL-6 itself. The acute effects of UVR on melanocytes mediate up-regulated steady-state expression of HER-1, constituting a potential target for locally produced TGF-alpha that may induce melanocyte proliferation. TGF-alpha and HER-2 seem to have a role in the maintenance of synovial joint tissues. Upregulation of TGF-alpha and HER-2 in inflammatory joint conditions, e.g. RA, represents a novel mechanism for synovial proliferation contributing to joint deterioration. TGF-alpha, HER1 and HER-2 may have a role in synovial sarcoma proliferation; further investigation is needed to evaluate HER-family inhibitors as a possible treatment alternative in this type of cancer.

Einleitung: Septische Arthritis (SA) ist ein häufiges und für Pferde potenziell lebensbedrohliches Erkrankungsbild, dass einer unverzüglichen, korrekten Diagnosestellung sowie unverzüglichen Einleitung therapeutischer Maßnahmen bedarf. Als wichtigstes objektives diagnostisches Mittel gilt weiterhin die zytologische Synoviaanalyse. Obwohl die routinemäßig implizierte Differenzierung der Leukozyten im Gelenkpunktat das Verhältnis von synovialen Makrophagen (SFM) zu polymorphkernigen neutrophilen Granulozyten (PMN) und Lymphozyten (LY) erfasst und SFM inklusive ihrer Polarisierungsstadien seit geraumer Zeit im Fokus der Wissenschaft stehen, ist ihr Einfluss auf entzündliche Gelenkerkrankungen und Wiederherstellung der Homöostase nicht abschließend geklärt. Die Charakterisierung von Makrophagen als katabole Entzündungsmediatoren konnte längst um eine antiinflammatorische, protektive Komponente erweitert werden und eröffnet damit den Horizont für eine zukünftige Nutzung als immuntherapeutisches Agens. Vor dem Hintergrund der bis dato überwiegend symptomatischen Behandlungsmöglichkeiten osteoarthrotischer Erkrankungen bei Mensch und Pferd ist die Aussicht auf gezielte Polarisierung von Makrophagen in pro-regenerative Subtypen besonders vielversprechend. Nicht zuletzt, weil sich equine Arthropathien zur Extrapolation auf entsprechende humanmedizinische Erkrankungszustände bewährt haben. Ziele der Untersuchungen: Um mehr Erkenntnisse über Funktion und Pathophysiologie von SFM bei Etablierung und Fortschreiten einer Gelenkinfektion und Wiederherstellung der Homöostase zu gewinnen, lag der Fokus dieser Studie auf Evaluierung von Quantität bzw. Proportion und Morphologie dieser Zellfraktion bei juvenilen und adulten Pferden mit SA unter Berücksichtigung des Einflusses einer arthroskopischen Lavage. Lichtmikroskopische Untersuchungen des Phänotyps von SFM im Ausstrichpräparat könnten zukünftig mit spezifischen Marker-Affinitäten und Aktivitätsstadien verknüpft werden. Material und Methoden: Nach Auswertung aller zwischen 2014 - 2018 entnommenen Synovialpunktate inklusive zugehöriger Patientenakten erfolgte eine Einteilung in drei unterschiedliche Gruppen: (1) nicht septisch, (2) hämatogene SA beim Fohlen und (3) traumatische/iatrogene SA. Das Verhältnis von SFM zu PMN, LY, Gesamtleukozytenzahl (WBCC) und Totalprotein (TP) wurde anhand der zytologischen Synoviaanalyse sowohl gruppenspezifisch als auch hinsichtlich der Auswirkungen einer arthroskopischen Lavage evaluiert. Als prospektiver Teil dieser Studie wurde die morphologische Ausprägung der SFM lichtmikroskopisch in Giemsa-gefärbten Ausstrichen septischer Synovialpunktate untersucht. Dabei wurden verschiedene Phänotypen identifiziert, ihr Auftreten vor bzw. nach der Gelenkspülung quantitativ ermittelt und die Übereinstimmung der Ergebnisse beider Untersucher*innen statistisch verifiziert. Ergebnisse: Es wurden insgesamt 167 Synovialpunktate von 74 Pferden evaluiert; 46 Proben von 32 Pferden lagen unterhalb des festgelegten Grenzwertes und bildeten die nicht-septische Gruppe 1. Vierunddreißig Punktate von 12 septikämischen Fohlen bildeten Gruppe 2. Gruppe 3 bestand aus 87 Proben von 28 Adulten und 2 Fohlen, darunter 24 mit SA auf Grund einer Verletzung mit Gelenkbeteiligung und 6 mit SA iatrogener Genese. Unabhängig von der Ätiologie der Erkrankung und dem Alter des Pferdes sinkt der Anteil synovialer Makrophagen bei SA auf 5-6 %, während in der nicht-septischen Gruppe 1 Medianwerte von 23,5 % ermittelt wurden. Nach arthroskopischer Lavage septischer Kavitäten kommt es zu einer signifikanten Verringerung von WBCC, PMN und SFM. Lichtmikroskopisch konnten erstmals vier unterschiedliche Makrophagen-Phänotypen identifiziert werden. Typ 1 weist morphologische Ähnlichkeiten zu Blut-Monozyten auf und überwiegt in nicht erkrankten Gelenken sowie nach arthroskopischer Spülung, während die vakuolen- bzw. phagosomhaltigen Phänotypen 3 und 4 vermehrt in septischen Synovialausstrichen vor Lavage auftraten. Schlussfolgerungen: Lichtmikroskopische Untersuchungen zur phänotypischen Ausprägung von Makrophagen tragen als niedrigschwellige und breit anwendbare Modalität zum besseren Verständnis der gelenkassoziierten Makrophagenpopulation bei. Es kann angenommen werden, dass SFM bei SA den Polarisationsgrad pro-inflammatorischer M1 mit großer Phagozytosekapazität annehmen. Die korrespondierende Morphologie könnte vom vakuolen- bzw phagosomhaltigen Phänotyp 3 und 4 repräsentiert werden. Typ 1 kann aus einem vermehrten Influx monozytärer Makrophagen-Progenitorzellen resultieren und ist möglicherweise an der Wiederherstellung der Gelenkhomöostase beteiligt. In zukünftigen Forschungsprojekten sollte der Fokus auf der Verknüpfung dieser 4 Phänotypen mit spezifischen Färbemethoden zum Rückschluss auf Aktivitätszustände liegen.:Inhaltsverzeichnis I Abbildungsverzeichnis III Abkürzungsverzeichnis IV 1. Einleitung ...1 2. Literaturübersicht ...2 2.1. Anatomie und Physiologie von Gelenk und Synovia im Überblick ...2 2.2. Zelluläre Bestandteile des Immunsystems ...4 2.3. Makrophagen: Funktion und Pathophysiologie ...5 2.4. Charakterisierung verschiedener Subtypen - das Yin und Yang der Makrophagen ...8 2.5. Klinische und ökonomische Bedeutung der Osteoarthrose - das Pferd als Modell ...12 2.6. Makrophagen als immunmodulatorisches Therapeutikum ...13 2.7. Septische Arthritis ...17 2.7.1. Ätiologie ...17 2.7.2. Prognose...18 2.7.3. Prävalenz ...19 2.7.4. Pathophysiologie ...19 2.7.5. Diagnose ...20 2.7.6. Therapie ...23 3. Hypothesen und Zielstellung der vorliegenden Dissertation ... 29 4. Publikation ...31 5. Diskussion ...41 5.1. Limitationen hinsichtlich Gruppenformation und Bewertung eines Synovialpunktats als septisch anhand von Grenzwerten ...41 5.2. Die Kultivierung von Mikroorganismen als ‚diagnostischer Goldstandard'...42 5.3. Histomorphologie als möglicher Rückschluss auf Polarisationsstadien von Makrophagen ...43 6. Zusammenfassung ...47 7. Summary ...49 8. Literaturverzeichnis ...51 / Introduction: Septic arthritis (SA) is a common and for horses potentially life-threatening condition in need of immediate, solid diagnosis and treatment. The cytological synovial fluid (SF) examination remains the most important objective variable to diagnose SA. It comprises a leucocyte differentiation routinely providing proportions of polymorphonuclear leucocytes (PMN), lymphocytes (LY) and synovial fluid macrophages (SFM), but there is still little information about the way SFM act upon synovial sepsis and joint homeostasis. A key feature of this heterogenous cell population in promoting osteoarthritis is the expression of pro-inflammatory cytokines and catabolic enzymes when activated by microorganisms. However, the prevailing paradigm of macrophages solely as contributors to the onset and progression of inflammatory joint diseases is considered obsolete. According to microenvironmental cues, joint-associated macrophages can also provide anti-inflammatory and protective responses regulating synovitis and contribute to maintaining local homeostasis and synovial integrity. Thus, finding a way of enhancing these pro-regenerative, tissue-remodeling functions bears great potential as novel therapeutic avenue but requires further research. Objectives: In an approach to gain more insights into the way SFM act upon joint inflammation onset, clearance and restoration of homeostasis, this study focused on tracing SFM in septic synovial cavities of foals and adult horses by means of cytological SF analysis and light microscopy. It was aimed to describe SFM relative concentrations in SF from unaffected joints and septic joints of different aetiologies (hematogenous vs. traumatic/iatrogenic) and to analyse the effect of therapeutic arthroscopic lavage on cell proportions, especially SFM relative concentrations, in septic joints. Light microscopy was performed on SF smears to assess SFM morphology, which might one day be linked to specific marker affinities and hence functions. Material and Methods: All SF samples collected between 2014 – 2018 including associated patient records were evaluated and subdivided into different groups: (1) non-septic, (2) haematogenous SA in foals and (3) traumatic/iatrogenic SA. SF cytology regarding proportions of SFM, PMN, LY, white blood cell counts (WBCC) and TP were investigated in a group-specific manner and with respect to the effects of joint lavage. As a prospective part of this study, light microscopy was performed on SF smears to assess SFM morphology and to identify different phenotypes and their occurrence prior to and post joint lavage. Results: A total of 167 synovial samples from 74 horses were evaluated; 46 samples from 32 horses fell below the established threshold and formed non-septic group 1. Thirty-four punctates from 12 septicemic foals formed group 2. Group 3 consisted of 87 samples from 28 adults and 2 foals, thereof 24 with SA due to joint-involving injuries and 6 with SA of iatrogenic origin. Regardless of aetiology of the disease and age of the horse, macrophage concentrations in synovial sepsis were decreased to a median of 5–6 % and strongly negatively correlated to high PMN numbers, whereas non-septic joints showed SFM amounts up to 74 % (median 23.5 %). Joint lavage further diminished WBCC, relative PMN and absolute SFM numbers. The microscopic assessment of 24 Giemsa-stained smears led to the identification of four different phenotypes. Morphological characteristics of type 1 showed similarities to blood-derived monocytes and predominated in unaffected and in septic joints after lavage, whereas vacuole- and phagosome-containing phenotypes 3 and 4, respectively, were more prevalent in septic synovial smears before lavage. Conclusion: Light microscopic studies of macrophage phenotypes are easily applicable and contribute to a better understanding of the joint-associated macrophage population. SFM in SA probably polarize towards pro-inflammatory M1-subtypes with phagocytic capacity. The corresponding morphology could be represented by vacuole- and phagosome-containing phenotypes 3 and 4. Type 1 may result from an increased influx of monocytic macrophage progenitor cells and may be involved in restoring joint homeostasis. Future research projects should focus on linking these phenotypes to functional profiling with specific marker affinities.:Inhaltsverzeichnis I Abbildungsverzeichnis III Abkürzungsverzeichnis IV 1. Einleitung ...1 2. Literaturübersicht ...2 2.1. Anatomie und Physiologie von Gelenk und Synovia im Überblick ...2 2.2. Zelluläre Bestandteile des Immunsystems ...4 2.3. Makrophagen: Funktion und Pathophysiologie ...5 2.4. Charakterisierung verschiedener Subtypen - das Yin und Yang der Makrophagen ...8 2.5. Klinische und ökonomische Bedeutung der Osteoarthrose - das Pferd als Modell ...12 2.6. Makrophagen als immunmodulatorisches Therapeutikum ...13 2.7. Septische Arthritis ...17 2.7.1. Ätiologie ...17 2.7.2. Prognose...18 2.7.3. Prävalenz ...19 2.7.4. Pathophysiologie ...19 2.7.5. Diagnose ...20 2.7.6. Therapie ...23 3. Hypothesen und Zielstellung der vorliegenden Dissertation ... 29 4. Publikation ...31 5. Diskussion ...41 5.1. Limitationen hinsichtlich Gruppenformation und Bewertung eines Synovialpunktats als septisch anhand von Grenzwerten ...41 5.2. Die Kultivierung von Mikroorganismen als ‚diagnostischer Goldstandard'...42 5.3. Histomorphologie als möglicher Rückschluss auf Polarisationsstadien von Makrophagen ...43 6. Zusammenfassung ...47 7. Summary ...49 8. Literaturverzeichnis ...51