Thesis (doctoral)--Köln, 1986.

Zugl.: Giessen, Univ., Diss., 2009

Universiẗat, Diss., 2001--Tübingen.

Universiẗat, Diss., 2001--München.

Tierärztl. Hochsch., Diss., 2003--Hannover.

Einleitung: Es gibt vier Arten von Neuweltkamelen: Die domestizierten Alpakas (Vicugna pacos) und Lamas (Lama glama) sowie ihre wilden Vorfahren Vikunja (Vicugna vicugna) und Guanako (Lama guanicoe). Neuweltkamele werden in Europa als Nutz- und Liebhabertiere gehalten und sind schon seit Jahren Teil des Patientengutes der deutschen Tierärzte. Eine häufige Erkrankung des Bewegungsapparates dieser Exoten ist die metakarpo/-tarsophalangeale Hyperextension, auch „Fesselträgerniederbruch“ genannt. Es bestehen noch immer große Wissenslücken, was die physiologische Anatomie der kameliden Fesselgelenksregion betrifft. So finden sich in der Literatur widersprüchliche Aussagen zu den Sehnen und Strukturen der Articulatio metacarpo/- tarso-phalangealis bei verschiedenen Arten. Diese gilt es abzuklären, um ein grundsätzliches Verständnis für die Morphologie der entscheidenden Strukturen des Fesseltrageapparates zu erlangen sowie Grundlagen für die klinische Diagnostik zu schaffen. Ziele der Untersuchungen: Die vorliegende Forschungsarbeit klärt folgende Fragen zu den Strukturen, die dem Fesselgelenk der Neuweltkamele palmar bzw. plantar assoziiert sind: Bestehen makroskopisch- anatomische Unterschiede zwischen den Arten? Welche physiologischen Querschnittsflächen besitzen der Musculus interosseus der 3. und 4. Zehe (im folgenden Musculus interosseus genannt), die oberflächliche und die tiefe Beugesehne bei den einzelnen Arten der Neuweltkamele? Zeigen sie artspezifisch unterschiedliche Ausprägungen? Wie setzt sich der Musculus interosseus bei diesen Tierarten histologisch zusammen? Gibt es einen Zusammenhang zwischen dem Muskelfaseranteil des Musculus interosseus und der betrachteten Spezies? Tiere, Material und Methoden: Die Gliedmaßen von je 14 Tieren pro Art wurden distal des Karpus respektive Tarsus abgesetzt. Insgesamt 64 Gliedmaßen wurden mit Standardinstrumentarium seziert, um die makroskopische Anatomie darzulegen. Je eine Vorder- und eine Hintergliedmaße von 40 Tieren wurden für eine morphometrische Untersuchung, der Rest für eine histologische Untersuchung beprobt. Im Rahmen der morphometrischen Messungen wurde die Querschnittsfläche der oberflächlichen und tiefen Beugesehne sowie des Musculus interosseus an verschiedenen Probennahmepunkten dokumentiert. Von den Musculi interossei der restlichen Gliedmaßen wurden Gewebsschnitte angefertigt, mit einer Trichromfärbung gefärbt und mittels eines Scanners digitalisiert. Daraufhin wurden die Gewebsanteile qualitativ sowie der Muskelfaseranteil des Musculus interosseus quantitativ untersucht und ausgewertet. Die Messungen der Morphometrie und Histologie erfolgten digital mithilfe eines kostenlosen Bildauswertungsprogammes. Ergebnisse: Es konnten makroskopisch keine morphologischen Unterschiede zwischen den untersuchten Arten in Vorkommen oder Ausprägung der Strukturen des Fesseltrageapparates festgestellt werden. In einer Abgrenzung zu Quellen aus der Literatur halten wir fest, dass weder Unterstützungssehnen des Musculus interosseus zur Strecksehne noch Interdigitalbänder gefunden werden konnten. Musculi lumbricales traten meist einzeln, nicht paarweise, auf. Die Ergebnisse der morphometrischen Untersuchung zeigten große individuelle Schwankungen der Sehnenquerschnittsfläche, welche nur unvollständig durch die erhobenen Einflussfaktoren zu erklären sind. Indikatoren für die Größe des Tieres waren die besten Prädiktoren für die Querschnittsfläche je Probennahmepunkt. Unterschiede zwischen Vorder- und Hinterbeinen sowie die Artzugehörigkeit spielten hingegen eine untergeordnete Rolle. Die histologische Analyse des Musculus interosseus zeigte eine komplexe Struktur mit unterschiedlichen Gewebskomponenten wie straffem Bindegewebe, lockerem Bindegewebe, Fett- und Muskelgewebe sowie Nerven und Gefäßen. Einlagerungen von Adipozyten sind vor allem am proximalen und distalen Probennahmepunkt zu finden, der Anteil an quergestreiften Muskelfasern war auf mittlerer Ebene am höchsten. Muskelfasern waren bis in die Endsehnen des Musculus interosseus nachweisbar. Der Prozentsatz an Muskelgewebe für die gesamte Struktur belief sich auf 1,7 ± 2,8 %. Alpakas zeigten einen signifikant höheren Anteil an Muskelfasern als die anderen Arten. Schlussfolgerungen: Die unterstützenden Strukturen am Fesselgelenk der Neuweltkamele sind komplex und einzigartig. Makroskopisch und strukturell können die vier Arten von Neuweltkamelen gleichgesetzt werden, da sich zwar die Größe der Strukturen, nicht aber ihre Proportionen zueinander ändern. Die starken individuellen Schwankungen der Querschnittsflächen von oberflächlicher Beugesehne, tiefer Beugesehne und Musculus interosseus verschlechtern die Aussicht, diesen Wert als Orientierungshilfe in der klinischen Diagnostik einsetzen zu können. Die histologische Zusammensetzung des Musculus interosseus zeigt artspezifisch Unterschiede im Anteil von Muskelfasern, deren Ursache in der physischen Aktivität der Individuen oder in genetischen Unterschieden durch die Domestikation begründet liegen könnte.:Inhalt 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 3 2.1 Evolution, Geschichte und Zoologie der Neuweltkamele 3 2.1.1 Biomechanik und Evolution 4 2.2 Funktionelle Anatomie der distalen Gliedmaße der Neuweltkamele 5 2.2.1 Integument 6 2.2.2 Knöcherne Strukturen 6 2.2.3 Sehnen und Bänder 6 2.2.4 Neurovaskuläre Strukturen 10 2.2.5 Gliedmaßenstellung und Biomechanik der distalen Gliedmaße 11 2.3 Allgemeines zu Aufbau und Funktion von Sehnen und Bändern 12 2.3.1 Makroskopisch-anatomische Definition und Funktion 12 2.3.2 Aufbau von Sehnen und Bändern 13 2.3.3 Unterschiede zwischen Sehnen und Bändern 13 2.3.4 Ursprung und Ansatz 14 2.3.5 Nerven- und Gefäßversorgung 14 2.3.6 Einflussfaktoren auf Sehnen- und Bandstruktur 14 2.4 Allgemeines zu Aufbau und Funktion des Musculus interosseus 15 2.4.1 Morphologie der Mm. interossei ausgewählter domestizierter Arten 15 2.4.2 Gewebsstruktur der Mm. interossei ausgewählter domestizierter Arten 15 2.4.3 Begrifflichkeiten und Synonyme 16 2.5 Pathologien an Sehnen und Bändern der distalen Gliedmaße der Neuweltkamele 17 2.6 Morphometrie des Musculus interosseus und der Beugesehnen 18 2.6.1 Die Querschnittsfläche von Sehnen und Bändern 18 2.6.2 Klinische Bedeutung der Querschnittsfläche 19 2.6.3 Methoden zur Bestimmung der Querschnittsfläche von Sehnen und Bändern 19 2.6.4 Messung der Sehnenquerschnittsfläche per Ultraschalluntersuchung 20 2.7 Histologische Methoden zur Untersuchung des Musculus interosseus 20 2.7.1 Probenaufbereitung 20 2.7.2 Färbemethoden 21 2.7.3 Bestimmung von Gewebsanteilen in der Histologie 22 2.7.4 Feingewebliche Struktur des M. interosseus des Pferdes 22 2.7.5 Feingewebliche Struktur des M. interosseus bei Neuweltkamelen 23 2.7.6 Klinische Bedeutung 24 3 Wissenschaftliche Originalarbeiten 25 3.1. Comparative anatomic and morphometric examination of the interosseous muscle, sesamoid ligaments and flexor tendons of the fetlock in South American Camelids 25 3.1.1 Darstellung der Eigenleistung 38 3.2. Suspensory ligament or interosseous muscle? Histology of the interosseous muscle of South American Camelids 39 3.2.1 Darstellung der Eigenleistung 50 4. Diskussion 51 4.1 Methodik 51 4.1.1 Südamerika als Studienort 51 4.1.2 Stichprobenauswahl: Tiere 53 4.1.3 Auswahl der Messpunkte 54 4.1.4 Herangehensweise an die morphometrische Messung 56 4.1.5 Messgenauigkeit Morphometrie 57 4.1.6 Prozessierung histologischer Proben 59 4.2 Anatomie: Abgleich mit Ergebnissen anderer Studien an Neuweltkamelen sowie Vergleich mit Pferd und Rind 60 4.2.1 Exkurs: Die Rolle der Subjektivität in der anatomischen Beschreibung 60 4.2.2 Verbindung der Fascia palmaris manus mit der oberflächlichen Beugesehne und dem M. interosseus 61 4.2.3 Ringbänder 63 4.2.4 Oberflächliche Beugesehne 64 4.2.5 Tiefe Beugesehne und Musculus lumbricalis 64 4.2.6 Musculus interosseus 65 4.2.7 Sesambeinbänder 66 4.2.8 Bursa podotrochlearis 67 4.2.9 Distales Sesambein 67 4.2.10 Interdigitalbänder 67 4.2.11 Einfluss der Gliedmaßenachse auf die anatomischen Strukturen 68 4.3 Weitere Ergebnisse 69 4.3.1 Korrelation der Beugesehnen mit dem Musculus interosseus 69 4.4 Kernergebnisse im Hinblick auf die vergleichende Anatomie von Lama, Alpaka, Guanako und Vikunja 70 4.5 Schlussfolgerungen in Bezug auf Zoologie, Domestikation und Biomechanik 71 4.6 Klinische Relevanz der Ergebnisse 72 4.7 Ausblick 73 5 Zusammenfassung 74 6 Summary 76 7 Literaturverzeichnis 78 8 Anhang 88 / Introduction: There are four species of South American Camelids: The domesticated alpaca (Vicugna pacos) and lama (Lama glama) as well as their wild ancestors vicuna (Vicugna vicugna) and guanaco (Lama guanicoe). South American Camelids in Europe are being kept for production and as companion animals. They are frequently being presented in veterinary practice. A typical pathology of the locomotive apparatus of these animals is the condition of metacarpo/-tarsophalangeal hyperextension, commonly described as the animal being “down in the fetlock”. We know little, however, about the physiological anatomy of the lamoid fetlock region. There are discrepancies in literature in the description of the anatomical structures of the metacarpo/-tarsophalangosesamoid joint between different South American Camelid species. These are to be clarified in order to gain a thorough understanding of the morphology of important structures of the suspensory apparatus of the fetlock and as a foundation for clinical diagnostics. Objectives of the investigations: This research answers the following basic questions about the structures which are palmarly/plantarly associated with the lamoid fetlock: Are there differences in macroscopic anatomy between species? What cross-sectional areas do the physiological Musculus interosseus of digit III and IV (from hereon called “interosseous muscle”), the superficial and the deep digital flexor tendon possess? Are there differences in relation to species? How is the interosseous muscle histologically composed in these animals? Do the tissue components vary depending on the species? Materials and methods: The distal extremity of 14 animals per species was harvested distally to the carpus and tarsus. 64 limbs in total were dissected with standard tools for macroscopic anatomy. One fore- and one hindlimb of 40 animals were sampled for morphometric measurements, the rest for histology. The cross-sectional area of the superficial and deep digital flexor tendon as well as the interosseous muscle were determined at different sampling levels along the extremity. Histological slides stained with a trichromic dye were obtained from the interosseous muscle to be digitalized with a histological scanner. Different tissue components were analysed qualitatively, the amount of muscle tissue within the interosseous muscle quantitatively. A freeware for scientific image analysis was employed for both the morphometric as well as the histologic measurements. Results: No morphological differences regarding the macroscopic structures of the suspensory apparatus of the fetlock could be detected in the comparative anatomic examination of the four species of South American Camelids. We neither found extensor branches of the interosseous muscle nor interdigital ligaments, contradicting some sources. Lumbricalis muscles mostly appeared as single muscles, not as pairs. The results of the morphometric investigations showed large individual variation of tendon cross-sectional area at each sample point, which couldn’t be completely explained by the statistically monitored influencing factors. The best predictor for the cross-sectional area of each tendon were indicators of the animal´s size, while differences between fore- and hindlimb as well as the individual’s species were of only minor influence. Histologic analyses of the lamoid interosseous muscle showed a complex structure with different tissue components such as dense and loose connective tissue, adipose tissue and muscle fibers as well as nervous tissue and vessels. Infiltration by adipocytes could be seen mostly at the proximal and distal sample levels. The amount of muscle tissue was greatest at mid-level. Muscle fibers could be found up until the terminating branches. Striated muscle fibers made up 1.7 ± 2.8 % of the total cross-sectional area of the interosseous muscle. Alpacas showed a significantly larger percentage of muscle fibers than all other species. Conclusions: The sustaining structures of the lamoid fetlock are complex and unique to the investigated species. Macroscopically and in structure alpaca, lama, guanaco and vicuna can be treated as equals as only size, but not proportions of the examined structures vary. The large individual variation of the cross-sectional area of the superficial digital flexor tendon, deep digital flexor tendon and the interosseous muscle lower the chances of using this measure in clinical diagnostics in the future. Significant histologic differences in the amount of muscle fibers within the lamoid interosseous muscle exist, and these are related to the factor species. The reason for these variations might be due to individual physical activity and training or might as well be found in genetics and be related to the domestication process.:Inhalt 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 3 2.1 Evolution, Geschichte und Zoologie der Neuweltkamele 3 2.1.1 Biomechanik und Evolution 4 2.2 Funktionelle Anatomie der distalen Gliedmaße der Neuweltkamele 5 2.2.1 Integument 6 2.2.2 Knöcherne Strukturen 6 2.2.3 Sehnen und Bänder 6 2.2.4 Neurovaskuläre Strukturen 10 2.2.5 Gliedmaßenstellung und Biomechanik der distalen Gliedmaße 11 2.3 Allgemeines zu Aufbau und Funktion von Sehnen und Bändern 12 2.3.1 Makroskopisch-anatomische Definition und Funktion 12 2.3.2 Aufbau von Sehnen und Bändern 13 2.3.3 Unterschiede zwischen Sehnen und Bändern 13 2.3.4 Ursprung und Ansatz 14 2.3.5 Nerven- und Gefäßversorgung 14 2.3.6 Einflussfaktoren auf Sehnen- und Bandstruktur 14 2.4 Allgemeines zu Aufbau und Funktion des Musculus interosseus 15 2.4.1 Morphologie der Mm. interossei ausgewählter domestizierter Arten 15 2.4.2 Gewebsstruktur der Mm. interossei ausgewählter domestizierter Arten 15 2.4.3 Begrifflichkeiten und Synonyme 16 2.5 Pathologien an Sehnen und Bändern der distalen Gliedmaße der Neuweltkamele 17 2.6 Morphometrie des Musculus interosseus und der Beugesehnen 18 2.6.1 Die Querschnittsfläche von Sehnen und Bändern 18 2.6.2 Klinische Bedeutung der Querschnittsfläche 19 2.6.3 Methoden zur Bestimmung der Querschnittsfläche von Sehnen und Bändern 19 2.6.4 Messung der Sehnenquerschnittsfläche per Ultraschalluntersuchung 20 2.7 Histologische Methoden zur Untersuchung des Musculus interosseus 20 2.7.1 Probenaufbereitung 20 2.7.2 Färbemethoden 21 2.7.3 Bestimmung von Gewebsanteilen in der Histologie 22 2.7.4 Feingewebliche Struktur des M. interosseus des Pferdes 22 2.7.5 Feingewebliche Struktur des M. interosseus bei Neuweltkamelen 23 2.7.6 Klinische Bedeutung 24 3 Wissenschaftliche Originalarbeiten 25 3.1. Comparative anatomic and morphometric examination of the interosseous muscle, sesamoid ligaments and flexor tendons of the fetlock in South American Camelids 25 3.1.1 Darstellung der Eigenleistung 38 3.2. Suspensory ligament or interosseous muscle? Histology of the interosseous muscle of South American Camelids 39 3.2.1 Darstellung der Eigenleistung 50 4. Diskussion 51 4.1 Methodik 51 4.1.1 Südamerika als Studienort 51 4.1.2 Stichprobenauswahl: Tiere 53 4.1.3 Auswahl der Messpunkte 54 4.1.4 Herangehensweise an die morphometrische Messung 56 4.1.5 Messgenauigkeit Morphometrie 57 4.1.6 Prozessierung histologischer Proben 59 4.2 Anatomie: Abgleich mit Ergebnissen anderer Studien an Neuweltkamelen sowie Vergleich mit Pferd und Rind 60 4.2.1 Exkurs: Die Rolle der Subjektivität in der anatomischen Beschreibung 60 4.2.2 Verbindung der Fascia palmaris manus mit der oberflächlichen Beugesehne und dem M. interosseus 61 4.2.3 Ringbänder 63 4.2.4 Oberflächliche Beugesehne 64 4.2.5 Tiefe Beugesehne und Musculus lumbricalis 64 4.2.6 Musculus interosseus 65 4.2.7 Sesambeinbänder 66 4.2.8 Bursa podotrochlearis 67 4.2.9 Distales Sesambein 67 4.2.10 Interdigitalbänder 67 4.2.11 Einfluss der Gliedmaßenachse auf die anatomischen Strukturen 68 4.3 Weitere Ergebnisse 69 4.3.1 Korrelation der Beugesehnen mit dem Musculus interosseus 69 4.4 Kernergebnisse im Hinblick auf die vergleichende Anatomie von Lama, Alpaka, Guanako und Vikunja 70 4.5 Schlussfolgerungen in Bezug auf Zoologie, Domestikation und Biomechanik 71 4.6 Klinische Relevanz der Ergebnisse 72 4.7 Ausblick 73 5 Zusammenfassung 74 6 Summary 76 7 Literaturverzeichnis 78 8 Anhang 88

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