Santé animale

Equine laminitis, new insights into the pathogenesis: A review

Par 4 janvier 2021 février 9th, 2021 Pas de commentaire

Type de document : Revue scientifique publiée dans Large Animal Review

Auteurs : Paolo Stefano Marcato , Antonella Perillo

Résumé en français (traduction) : Revue des nouvelles connaissances sur la pathogénie des fourbures équines

La laminite, une pododermatite sporadique très répandue, est typique des ongulés mais elle est particulièrement importante chez les chevaux. Les signes cliniques les plus fréquents signalés par les propriétaires (≥70%) sont la difficulté à se tourner et une démarche courte/écrasée ou boiteuse. Les chevaux affectés peuvent avoir des épisodes récurrents et doivent parfois être euthanasiés en raison de dommages permanents aux pieds. Les laminites très graves et très aiguës provoquent le détachement de la troisième phalange de la paroi du sabot et sa chute ventrale à l’intérieur du sabot. La déviation ventrale, dans le sens du fléchissement, de la troisième phalange est favorisée à la fois par la destruction de la jonction dermo-épidermique, ainsi que par une hyperplasie des lamelles épidermiques qui produisent une excroissance cornée (kéraphylocèle) agissant comme un coin.

Quatre facteurs de risque principaux correspondent à quatre types de fourbure : 1) les maladies impliquant un sepsis ou une endotoxémie [fourbure liée au sepsis/SIRS (syndrome de réponse inflammatoire systémique)] ; 2) les traumatismes prolongés (fourbure portante, fourbure des membres porteurs) ; 3) les maladies métaboliques d’origine endocrinienne (fourbure endocrinopathique) ; 4) les pâturages luxuriants (fourbure associée aux pâturages), en particulier chez les poulains. Les cas de type 1 sont en corrélation avec la septicémie due à des bactéries polymicrobiennes Gram-négatives et comprennent la métrite post-partum avec rétention placentaire, les coliques (entérite proximale, volvulus) et l’entérocolite. Les événements inflammatoires systémiques qui surviennent dans les laminites de type 1 coïncident avec une augmentation marquée de l’expression lamellaire de divers médiateurs inflammatoires et avec l’activation des métalloprotéases de la matrice extracellulaire (MPM). Dans la fourbure de type 2, principalement liée à un excès de poids sur un membre pendant de longues périodes, des résultats expérimentaux ont suggéré qu’une hypoxie lamellaire sévère pouvait se produire.

La fourbure endocrinopathique (type 3), la forme la plus courante rencontrée dans la pratique vétérinaire équine, peut être secondaire à des maladies métaboliques (syndrome métabolique équin, maladie de Cushing), généralement chez les chevaux et les poulains obèses, et est exacerbée chez les animaux qui paissent dans des pâturages luxuriants (fourbure de type 4). Le facteur pathogène unificateur dans les laminites de type 3 et 4 est l’hyperinsulinémie avec toxicité de l’insuline. La principale défaillance dans ces cas est la perturbation de l’intégrité structurelle de la liaison dermo-épidermique des lamelles, c’est-à-dire la perte de l’adhérence des cellules épithéliales basales des lamelles épidermiques aux lamelles dermiques sous-jacentes par la séparation de l’attachement dermo-épidermique au niveau de la membrane basale (MB). La distinction entre la pathologie primaire ou secondaire de la MB peut être très difficile à faire. Cependant, dans l’optique actuelle, la pathologie cytomorphologique précoce et clé indique un étirement des cellules lamellaires, suggérant une déformation du cytosquelette avec affaiblissement et allongement des cellules épithéliales lamellaires, qui se traduisent par une altération de leur tenségrité. Ces événements pourraient bien induire une altération secondaire de la structure et/ou de l’élasticité de la BM, avec un désengagement du cytosquelette et une perte des hémidesmosomes et donc une nouvelle relaxation des lamelles suivie d’une perte d’adhérence de la couche de cellules épithéliales lamellaires basales avec la BM sous-jacente. L’EGFR (Epithelial grow factor receptor) s’est révélé être un facteur pathogène peu probable dans la physiopathologie des laminites précoces associées à l’insuline, mais il pourrait jouer un rôle dans la réparation de l’hyperplasie épidermique. Les lamelles sont peu peuplées de récepteurs d’insuline (insR), alors que les récepteurs d’IGF-1 (IGF-1R) sont abondants. Cependant, les résultats des recherches suggèrent que l’insuline a peu de chances de se lier directement et d’activer l’IGF-1R équin in vivo, même à des concentrations physiologiques élevées. Un mécanisme indirect par lequel l’insuline pourrait activer l’IGF-1R devrait être envisagé dans le déplacement de l’IGF-1 des protéines de liaison à l’IGF (IGFBP) telles que l’IGFBP7 ou des fragments d’IGFBP3, augmentant ainsi les concentrations d’IGF-1 libre, ou dans une action directe sur une très petite population d’InsR lamellaires. Quoi qu’il en soit, la question de savoir s’il existe une influence hormonale directe sur la mécanique cytosquelettique cellulaire de l’étirement potentiellement crucial des cellules lamellaires nécessitera probablement de nouvelles expérimentations.

Résumé en anglais (original) : Laminitis, a widespread sporadic pododermatitis, is typical of Ungulates but it is especially significant in horses. The most prevalent owner‐reported clinical signs (≥70%) are difficulty turning and a short/stilted or lame walk. Affected horses may have recurrent episodes and sometimes have to be euthanized due to permanent hoof damage. Very severe, highly acute laminitis cause the third phalanx to detach from the hoof wall and to drop ventrally inside the hoof. Ventral deviation, in a flexor direction, of the third phalanx, is favoured both by the destruction of the dermal-epidermal junction, as well as by a hyperplasia of the epidermal laminae that produce a horny growth (keraphylocele) acting as a wedge.

Four main risk factors correspond to four types of laminitis: 1) diseases involving sepsis or endotoxaemia [sepsis‐/SIRS (systemic inflammatory response syndrome)‐related laminitis]; 2) protracted trauma (load-bearing laminitis, supporting limb laminitis): 3) metabolic diseases from endocrine origin (endocrinopatic laminitis); 4) lush pastures (pasture-associated laminitis) especially in foals. Cases of type 1 correlate with sepsis from Gram-negative polymicrobial bacteria, and include postpartum metritis with retained placenta, colic (proximal enteritis, volvulus) and enterocolitis. The systemic inflammatory events that occur in type 1 laminitis coincide with marked increase in lamellar expression of a variety of inflammatory mediators and with activation of extracellular matrix metalloproteinases (MMPs). In the type 2 laminitis, mainly linked to bearing excessive weight on a limb for long periods, experimental results have suggested that severe lamellar hypoxia may occur.

Endocrinopatic laminitis (type 3), the most common form encountered in equine veterinary practice, may occurr secondary to metabolic diseases (equine metabolic syndrome, Cushing’s disease), usually in obese horses and foals, and is exacerbated in animals that graze lush pastures (type 4 laminitis). The unifying pathogenic factor in types 3 and 4 laminitis, is hyperinsulinemia with insulin toxicity. The main failure in these cases is the disruption of the structural integrity of the dermo-epidermal bond of the lamellae, i.e. loss of the adherence of the basal epithelial cells in the epidermal lamellae to the underlying dermal lamellae through the separation of the dermo-epidermal attachment at the basement membrane (BM) level. The distinction between primary or secondary BM pathology may be very difficult to make. However in the current view the early and key cytomorphological pathology points to lamellar cell stretching, suggesting cytoskeletal deformation with weakening and elongation of the lamellar epithelial cells, which translate into alteration of their tensegrity. These events may well induce some secondary alteration in the structure and/or elasticity of the BM, with cytoskeletal disengagement and loss of the hemidesmosomes and thus a further relaxation of the lamellae followed by loss of adhesion of the layer of basal epithelial lamellar cells with the underlying BM. EGFR (Epithelial grow factor receptor) was found as unlikely pathogenic factor in insulin-associated early laminitis pathophysiology, but it might play a role in epidermal hyperplasia-repair. The lamellae are sparsely populated with insulin receptors (insR), whereas IGF-1 receptors (IGF-1R) are abundant. However research findings suggest that insulin is unlikely to directly bind and to activate equine IGF-1R in vivo, even at high physiological concentrations. An indirect mechanism through which insulin could activate IGF-1R should be envisaged in the displacing IGF-1 from IGF-binding proteins (IGFBPs) such as IGFBP7 or fragments of IGFBP3, thereby increasing free IGF-1 concentrations, or in a direct action on a very small population of lamellar InsR. However that may be, whether there is a direct hormonal influence on cellular cytoskeletal mechanics of the potentially crucial lamellar cell stretching will likely necessitate new experimentation.

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Extrait du site de Large Animal Review