Equine Atypical Myopathy

Equine Atypical Myopathy Onderzoeksstage naar een mogelijk verband tussen Atypische Myopathie en het eten van esdoornbladeren

Opdrachtgever: J.H. van der Kolk Universiteit Utrecht, Faculteit Diergeneeskunde, Departement Gezondheidszorg Paard Begeleidend stagedocent: A. de Vries HAS Den Bosch Opleiding Dier- en Veehouderij Auteur: Mariska Dank Studente HAS Den Bosch Opleiding Dier- en Veehouderij

Utrecht, 15 februari 2011

Equine Atypical Myopathy Onderzoeksstage naar een mogelijk verband tussen Atypische Myopathie en het eten van esdoornbladeren

Auteur: Mariska Dank Studente Hogeschool HAS Den Bosch Opleiding Dier- en Veehouderij Plaats van uitgave: Utrecht Uitgevende instantie: Universiteit Utrecht, Faculteit Diergeneeskunde, Departement Gezondheidszorg Paard Voltooiing: februari 2011

2

Voorwoord Dit rapport is tot stand gekomen naar aanleiding van de onderzoeksstage naar het mogelijke verband tussen Esdoorns en Equine Atypical Myopathy. Het onderzoek is uitgevoerd door derdejaars Hogeschool HAS Den Bosch studente Mariska Dank. De taak is uitgevoerd in opdracht van dr. J.H. van der Kolk, dierenarts bij Universiteit Utrecht, Faculteit Diergeneeskunde, Departement Gezondheidszorg Paard. De onderzoeksstage maakt deel uit van het onderzoek naar Atypische Myopathie, dat onder andere wordt uitgevoerd door Universiteit Utrecht en Universiteit Luik. Ik heb op deze stage gesolliciteerd omdat ik na mijn studie aan de HAS, Diergeneeskunde wil gaan studeren. Ik ben hiervoor tijdens dit onderzoek nog gemotiveerder geworden. Op basis van literatuuronderzoek en telefonisch onderzoek onder paardeneigenaren zijn de resultaten tot stand gekomen. Ik wil dr. J.H. van der Kolk via deze weg hartelijk bedanken voor de betrokkenheid bij de begeleiding van dit onderzoek. Daarnaast wil ik de paardeneigenaren bedanken voor hun medewerking aan de totstandkoming van dit rapport. Tenslotte wil ik graag kenbaar maken dat ik met veel plezier en een positieve blik terugkijk op mijn stageperiode bij de Universiteit Utrecht, Faculteit Diergeneeskunde, Departement Gezondheidszorg Paard. Utrecht, februari 2011 Mariska Dank

3

Inhoudsopgave Voorwoord Samenvatting ............................................................................................................ 6 1. Inleiding ................................................................................................................. 8 1.1. Achtergronden ................................................................................................. 8 1.2. Onderzoeksopzet en- verantwoording ............................................................. 8 1.3. Opbouw van het onderzoeksrapport ................................................................ 9 2. Materiaal en methode ......................................................................................... 10 2.1. Uitvoeringswijze en opzet van het onderzoek ................................................ 10 2.2. Verwerking van de gegevens ......................................................................... 10 2.3. Representatief ................................................................................................ 10 3. Spieropbouw en spierwerking ........................................................................... 11 3.1 Spieropbouw paardenlichaam ......................................................................... 11 3.2. Skeletspieren ................................................................................................. 11 3.3. Samentrekken van de spier ........................................................................... 11 3.3.1. Sliding-filament model ............................................................................. 11 3.3.2. De rol van Calcium en Proteïnen ............................................................. 12 3.3.3. Samentrekking van een gehele spier ...................................................... 12 3.4. Verschillende soorten skeletspiervezels ........................................................ 13 3.4.1. Zuurstofafhankelijke vezels ..................................................................... 13 3.4.2. Snel- en langzaam samentrekkende vezels ............................................ 13 4. Atypische Myopathie .......................................................................................... 14 4.1. Atypische Myopathie ...................................................................................... 14 4.2. Oorzaak ......................................................................................................... 14 4.3. Symptomen .................................................................................................... 15 4.4. Diagnose ........................................................................................................ 15 4.5. Preventie en behandeling .............................................................................. 15 4.5.1. Preventie ................................................................................................. 15 4.5.2. Behandeling ............................................................................................ 16 5. Vetstofwisseling in de spieren .......................................................................... 17 5.1. Vetstofwisseling in de spieren van een gezond paard ................................... 17 5.1.1. Vetzuren en cholesterol ........................................................................... 17 5.1.2. Aminozuurstofwisseling ........................................................................... 17 5.1.3. Vetten uit de voeding ............................................................................... 17 5.1.4. Mitochondrium en cytosol ........................................................................ 19 5.2. Vetstofwisseling in de spieren van een paard met Atypische Myopathie ....... 19 6. De Esdoorn (Acer) .............................................................................................. 20 6.1. Esdoornsoorten .............................................................................................. 20 6.1.1. Acer campestre ....................................................................................... 20 6.1.2. Acer cappadocicum ................................................................................. 21 6.1.3. Acer davidii .............................................................................................. 21 4

6.1.4. Acer negundo .......................................................................................... 21 6.1.5. Acer opalus ............................................................................................. 22 6.1.6. Acer palmatum ........................................................................................ 22 6.1.7. Acer platanoides ...................................................................................... 22 6.1.8. Acer pseudoplatanus ............................................................................... 23 6.1.9. Acer rubrum ............................................................................................. 23 6.1.10. Acer saccharinum .................................................................................. 24 6.1.11. Acer saccharum..................................................................................... 24 6.1.2. Acer tataricum ......................................................................................... 24 6.2. Voorkomende schimmels ............................................................................... 25 6.2.1. Bladziekten .............................................................................................. 25 6.2.2. Loot- en bastziekten ................................................................................ 26 6.3. Rhytisma Acerinum ........................................................................................ 26 6.3.1. Rhytisma acerinum; een ascomyceet ...................................................... 26 6.3.2. Levenscyclus van Rhytisma Acerinum .................................................... 27 6.4. Fenologie van bladval in de herfst ................................................................. 29 6.5. De Esdoorn en Atypische Myopathie ............................................................. 29 6.6. Atypische Myopathie en Rhytisma acerinum in Amerika................................ 30 7. Resultaten ........................................................................................................... 31 7.1. Atypische Myopathie in Nederland ................................................................. 31 7.2. Atypische Myopathie in relatie tot esdoornbladeren ....................................... 32 8. Discussie ............................................................................................................. 34 9. Conclusie ............................................................................................................ 35

Bronnenlijst

Bijlage 1: Spierstelsel van het paard Bijlage 2: Bouw van een skeletspier Bijlage 3: Schematische weergave citroenzuurcyclus Bijlage 4: Esdoorns Bijlage 5: Tar-Spot disease Bijlage 6: Verspreiding Esdoorns in Amerika Bijlage 7: Artikel

5

Samenvatting Om het mogelijke verband tussen Atypische Myopathie en het consumeren van esdoornbladeren zo maximaal mogelijk uit te diepen is de hoofdvraag: ‘Hoe is aan te tonen dat het krijgen van Atypische Myopathie in verband staat met het consumeren van (door schimmels besmette) esdoornbladeren?’ beantwoordt. Het onderzoek richt zich op de relatie tussen het esdoornblad, de schimmel die zich hierop bevindt en Atypische Myopathie. Paardeneigenaren en dierenartsen dienen op de hoogte te worden gesteld van de resultaten uit dit onderzoek, om Atypische Myopathie beter te kunnen voorkomen en behandelen. Een paard heeft voor zoogdieren een relatief grote spiermassa (50% in plaats van 40%). Een spier is opgebouwd uit cellen die kunnen samentrekken, wat beweging mogelijk maakt. Skeletspieren bestaan uit een bundel van lange spiervezels. Een spiervezel bestaat uit kleinere myofibrillen. De myofibrillen zijn samengesteld uit dunne-en dikke filamenten. Een telkens terugkomende eenheid is het sarcomeer, de basiseenheid om spieren te doen samentrekken. Spieren trekken samen doordat dunne- en dikke filamenten in elkaar schuiven. Atypische Myopathie (AM) is een acute myopathie (spierziekte) voorkomend bij grazende paarden. Het voorkomen van AM is de laatste jaren in verschillende Europese landen toegenomen. Het syndroom kent een sterftecijfer van bijna negentig procent. Het overlijden van de paarden vindt meestal plaats binnen 72 uur na het ontstaan van de symptomen. De symptomen, die bij Atypische Myopathie worden waargenomen, zijn onder andere stijfheid, spierpijn en spiertrillingen. Daarnaast komt er myoglobine in de bloedbaan terecht, waardoor de urine een koffiebruine kleur krijgt. De definitieve diagnose wordt gesteld middels bepaling van acylcarnitines, organische zuren en glycine-conjugaten in het bloed en/of de urine alsmede microscopisch onderzoek van spieren. Paarden worden onder andere behandeld met pijnstillers en het toedienen van Carnitine in het bloed. De oorzaak van Atypische Myopathie is nog niet achterhaald. Uitbraken vinden vooral plaats tijdens specifieke weersomstandigheden. De oorzaak is waarschijnlijk een nog onbekende gifstof of schimmel. Er wordt gedacht aan de schimmel Rhytisma acerinum of de bacterie Clostridium sordelli. Om Atypische Myopathie zo veel mogelijk te voorkomen dient het paard in goede conditie te zijn en beschikking te hebben over voldoende (ruw)voer. Daarnaast dienen bladeren en paddenstoelen uit de weide te worden verwijderd. In de situatie van een gezond paard worden de vetzuren in de weefsels geoxideerd tot acetyl-CoA (ß-oxidatie) of veresterd tot acylglycerol. Paarden met Atypische Myopathie hebben een biochemische verstoring in de vetoxidatie (MADD). Deze MADD leidt tot de disfunctie van de meest efficiënte manier van energiewinning door de mitochondria. Doordat de spieren onvoldoende gebruik kunnen maken van hun belangrijkste energiebron (vetzuren), zijn ze afhankelijker van de koolhydraten. Deze zijn echter beperkt aanwezig en door gebrek aan energie gaan de spiercellen kapot. Mogelijke oorzaak van Atypische Myopathie is het consumeren van door schimmels besmette esdoornbladeren. De Esdoorn behoort tot de loofbomen. Loofbomen zijn bladverliezend. De esdoornfamilie kent twee geslachten en meer dan honderd soorten. De in Nederland meest voorkomende soorten zijn de Gewone esdoorn, de Noorse esdoorn en de Veldesdoorn. Op de Esdoorn komen verschillende soorten schimmels voor. De schimmel Rhytisma acerinum is een mogelijke veroorzaker van Atypische Myopathie. Het is een pathologische schimmel die zwarte vlekken, lijkend op teervlekken, op het esdoornblad veroorzaakt. Tijdens het voorjaar worden jonge bladeren van de Esdoorn geïnfecteerd door de schimmel, waarna deze overwintert op het afgevallen blad. De tijd van bladval is afhankelijk van de factoren temperatuur en daglengte. Uit het telefonisch onderzoek onder paardeneigenaren, betrekking hebbend op 59 paarden, is gebleken dat Atypische Myopathie het meest voorkomt in de provincies Friesland, Groningen, Limburg, Gelderland en Noord-Holland. Uit de resultaten van het onderzoek blijkt dat in bijna 80 procent van de gevallen met Atypische Myopathie een Esdoorn aanwezig was in of in de buurt van de weide. In ongeveer 28 procent van deze gevallen zijn zwarte vlekken

6

aangetroffen op het blad van de Esdoorn. Aan de hand van deze gegevens kan worden verondersteld dat Atypische Myopathie in verband staat met het eten van door schimmels besmette esdoornbladeren.

7

1. Inleiding In dit hoofdstuk worden de achtergronden van het onderzoek, de onderzoeksopzet en verantwoording en de opbouw van het onderzoeksrapport weergegeven.

1.1. Achtergronden Ondanks het feit dat er regelmatig onderzoek wordt gedaan naar Atypische Myopathie (spierziekte), is de oorzaak van deze zeer ernstige aandoening nog niet achterhaald. Het is van groot belang dat de oorzaak van Atypische Myopathie achterhaald wordt, zodat paarden beter en sneller behandeld kunnen worden. Het aantal sterftegevallen bij deze ziekte is ongeveer negentig procent en ook dit is een reden de oorzaak zo snel mogelijk te achterhalen. Daarnaast wordt de frequentie van de ziekte met de jaren hoger en komt het in steeds meer landen voor. Atypische Myopathie wordt in dit verslag ook wel afgekort als AM. Het doel van het onderzoek is om het mogelijke verband tussen de acute spierziekte en het eten van esdoornbladeren door paarden binnen twaalf weken maximaal uit te diepen. Paardeneigenaren en dierenartsen dienen zo goed mogelijk te worden geïnformeerd over de bevindingen uit dit onderzoek.

1.2. Onderzoeksopzet en- verantwoording Er is gebleken dat meer informatie nodig is over de relatie tussen het innemen van (met schimmels besmette) esdoornbladeren en AM. Daarom luidt de probleemstelling als volgt: ‘Hoe is aan te tonen dat het krijgen van Atypische Myopathie in verband staat met het consumeren van (door schimmels besmette) esdoornbladeren?’ De probleemstelling dient te worden beantwoordt aan de hand van onderzoeksvragen. Er zijn achttien onderzoeksvragen geformuleerd: 1. Hoe is het spierstelsel van het paard opgebouwd en hoe werken de spieren? 2. Wat is Atypische Myopathie? 3. Hoe werkt de vetstofwisseling in de spieren bij een gezond paard en een paard met Atypische Myopathie? 4. Welke mogelijke oorzaken van Atypische Myopathie zijn bekend? 5. Hoe wordt de diagnose gesteld? 6. Hoe wordt Atypische Myopathie voorkomen en behandeld? 7. Wat is de cyclus der Atypische Myopathie? 8. Wat is de medische geschiedenis van de paarden met Atypische Myopathie? 9. Waar in Nederland bevinden zich de meeste gevallen van Atypische Myopathie? 10. Welke verschillende esdoornsoorten komen voor in Nederland? 11. In hoeveel procent van de (in Nederland) geconstateerde gevallen is er een Esdoorn aanwezig in de omgeving van het paard? 12. Welke soorten schimmels komen voor op het esdoornblad en wat is de cyclus van deze schimmels? 13. Op welke esdoornsoorten bevinden zich de schadelijke schimmels en wat is het pathologisch effect van deze schimmels? 14. Wat gebeurt er met het paardenlichaam na het eten van een door schimmel besmet esdoornblad? 15. Wat is bekend over de fenologie van bladval in de herfst? 16. Wat is de rol van het esdoornblad bij Atypische Myopathie? 17. Waarom komt er waarschijnlijk geen Atypische Myopathie voor in de Verenigde Staten van Amerika? 18. Is er een verband tussen het eten van esdoornbladeren en het ontwikkelen van Atypische Myopathie? Met behulp van dit onderzoek wordt getracht meer informatie te verkrijgen over het aantal verschillende soorten Esdoorns die voorkomen in Nederland, welke schimmels hier op leven

8

en of dit in verband staat met Atypische Myopathie bij paarden. Aan de hand van dit onderzoek is vervolgonderzoek naar de relatie tussen Atypische Myopathie en het consumeren van esdoornbladeren mogelijk. Bij het onderzoek is gebruik gemaakt van tot nu toe bekende gegevens over AM uit de literatuur. Daarnaast is een telefonisch onderzoek uitgevoerd onder de eigenaren van paarden met Atypische Myopathie. Helaas zijn niet alle telefoonnummers achterhaald doordat er bij de betreffende dierenartsenpraktijken geen gegevens meer bekend waren van de eigenaren van paarden met Atypische Myopathie. Dit rapport is primair geschreven voor Universiteit Utrecht, Faculteit Diergeneeskunde, Departement Gezondheidszorg Paard. Daarnaast geldt dit rapport als stagerapport van de opleiding Dier-en Veehouderij aan Hogeschool HAS Den Bosch. Verder is dit rapport ook bedoeld voor alle geïnteresseerde paardeneigenaren. Aan de hand van dit rapport is een artikel geschreven wat door paardeneigenaren in heel Nederland gelezen kan worden. Dit artikel is weergegeven in bijlage 7 van dit onderzoeksrapport en zal hoogstwaarschijnlijk worden geplaatst in een paardenvakblad.

1.3. Opbouw van het onderzoeksrapport De opbouw van het onderzoeksrapport is als volgt: hoofdstuk 3 geeft de algemene werking van de spieren van paarden weer. Dit hoofdstuk is vooral bedoeld als achtergrondinformatie. In hoofdstuk 4 wordt besproken wat er tot nu toe bekend is over Atypische Myopathie. Hoofdstuk 5 beschrijft de vetstofwisseling in de spieren van een gezond paard en de vetstofwisseling in de spieren van een paard met Atypische Myopathie. Hoofdstuk 6 beschrijft de verschillende soorten Esdoorns, de schimmels die hier op voorkomen en de mogelijke relatie met Atypische Myopathie. In hoofdstuk 7 worden de resultaten van het telefonisch onderzoek weergegeven. Hierin komt aan bod waar in Nederland de gevallen van Atypische Myopathie worden geconstateerd en in hoeveel procent van de gevallen er een Esdoorn aanwezig was. Er wordt ook een link gelegd naar de schimmel die voorkomt op de Esdoorn. In de hoofdstukken 8 en 9 worden respectievelijk de discussie en conclusie beschreven.

9

2. Materiaal en methode In het hoofdstuk materiaal en methode worden de uitvoeringswijze en opzet van het onderzoek besproken. Verder wordt weergegeven hoe de gegevens worden verwerkt. Tot slot wordt aangegeven hoe representatief het onderzoek is. Omdat de informatie die verkregen is door telefoongesprekken met paardeneigenaren als vertrouwelijk wordt beschouwd, zullen er in dit onderzoeksverslag geen namen of andere persoonlijke gegevens worden vernoemd.

2.1. Uitvoeringswijze en opzet van het onderzoek Het onderzoek wordt uitgevoerd bij Universiteit Utrecht, Faculteit Diergeneeskunde, Departement Gezondheidszorg Paard binnen een periode van twaalf weken, namelijk van 29 november 2010 tot en met 18 februari 2011. Het onderzoek zal voor een groot deel bestaan uit (Engelstalig) literatuuronderzoek. Allereerst dient er te worden onderzocht met behulp van de literatuur hoe de spieren van een paard zijn opgebouwd en hoe de werking hiervan is. Daarnaast zal informatie verschaft moeten worden over Atypische Myopathie en wat er op dit moment al bekend is over deze ernstige aandoening. Verder wordt er onderzoek (vooral bestaand uit literatuuronderzoek) gedaan naar de Esdoorn. Er dient informatie gevonden te worden over esdoornsoorten voorkomend in Nederland en de schimmels die hierop leven. Met deze gegevens dient een link gelegd te worden naar Atypische Myopathie. Het onderzoek zal worden voortgezet door middel van telefonische gesprekken met de eigenaren van paarden met AM. De telefoonnummers zijn verzameld bij de Universiteit van Utrecht en dienen hier te worden opgevraagd. De gesprekken resulteren in gegevens van het aantal paarden met Atypische Myopathie in Nederland en geven een beeld van waar deze paarden zich bevinden. Door deze gegevens te rangschikken, analyseren en weer te geven in een figuur, kan een duidelijk beeld worden verkregen van waar in Nederland de meeste gevallen worden geconstateerd. Ook wordt er gekeken naar de medische achtergrond van de getroffen paarden. Daarnaast zal er met behulp van de telefoongesprekken worden gekeken wat de rol is van de Esdoorn bij deze aandoening. Het onderzoek naar de oorzaak van Atypische Myopathie dient maximaal te worden uitgediept.

2.2. Verwerking van de gegevens De gegevens zullen worden verwerkt in Microsoft Word 2007, Microsoft Excel 2007 en (indien nodig) SPSS 15.0. De tekstverwerking zal met behulp van Microsoft Word 2007 worden gedaan. Voor het maken van tabellen en het overzichtelijk weergeven van resultaten uit de telefoongesprekken, wordt gebruikt gemaakt van Microsoft Excel 2007. SPSS 15.0 zal indien dit nodig is, gebruikt worden voor het berekenen van statistische gegevens en het weergeven van overzichtelijke diagrammen of tabellen.

2.3. Representatief Het onderzoek is representatief omdat alle beschikbare gegevens over Atypische Myopathie worden gebruikt en omdat de groep groot genoeg is om resultaten door te kunnen trekken naar andere groepen. Daarnaast is het onderzoek representatief omdat er geen onderscheid wordt gemaakt in het type paard, de leeftijd, het geslacht of het ras. Het onderzoek heeft dus betrekking op een grote groep paarden.

10

3. Spieropbouw en spierwerking In dit hoofdstuk wordt de spieropbouw en de werking van de spieren van het paard beschreven. Er zal vooral ingegaan worden op de skeletspieren, omdat deze het meest van toepassing zijn op Atypische Myopathie.

3.1 Spieropbouw paardenlichaam Een paard is opgebouwd uit onder andere zenuwcellen en spiercellen. De zenuwcellen en spiercellen zijn in tegenstelling tot de bouw van planten, schimmels, enzovoort, specifiek voor dieren. Een spier is opgebouwd uit cellen die kunnen samentrekken, wat beweging mogelijk maakt. Spierweefsel bestaat uit twee vormen namelijk dwarsgestreept en glad spierweefsel. Dwarsgestreept spierweefsel komt vooral voor bij de skeletspieren. Glad spierweefsel komt vooral voor in de weke delen, bijvoorbeeld de darmen. (Campbell, N.A., 2008) De anatomie van het spierstelsel van het paard, met daarin de belangrijkste spieren, is weergegeven in bijlage 1.

3.2. Skeletspieren De skeletspieren, welke zijn aangehecht aan de botten en verantwoordelijk zijn voor bewegingen van de botten, zijn gekarakteriseerd door een rangorde van kleinere eenheden. Skeletspieren bestaan uit een bundel van lange spiervezels die parallel lopen aan de lengte van de spier. Elke vezel bestaat uit een alleenstaande cel met verschillende kernen, die zijn ontstaan door de fusie van embryonale cellen. Een spiervezel bestaat uit kleinere myofibrillen gerangschikt in de lengterichting. De myofibrillen zijn op hun beurt samengesteld uit dunne-en dikke filamenten. De dunne filamenten bestaan uit twee strengen van actine en twee strengen van een regulier eiwit die om elkaar heen zijn opgerold. De dikke filamenten bestaan uit een serie van myosine moleculen. Skeletspieren zijn herkenbaar aan het patroon van lichte en donkere banden. Een telkens terugkomende eenheid is het sarcomeer, de basiseenheid om spieren te doen samentrekken. De dunne filamenten (actine) zijn gehecht aan de Z-lijnen van het sarcomeer. De Z-lijnen bevinden zich aan de buitenkant van elke sarcomeer. De dikke filamenten (myosine) hechten zich aan de M-lijn, die zich precies in het midden van het sarcomeer bevindt. (Campbell, N.A., et al., 2008) De bouw van een skeletspier is weergegeven in bijlage 2.

3.3. Samentrekken van de spier Een spier trekt samen volgens een bepaald mechanisme. In deze paragraaf wordt weergegeven hoe dit mechanisme werkt. In principe is de samentrekking van alle spieren in het gehele lichaam hetzelfde. 3.3.1. Sliding-filament model Volgens het glijdend-filamenten model (sliding-filament model) van samentrekkende spieren, veranderen zowel de dunne filamenten als de dikke filamenten niet van lengte wanneer de sarcomeer korter wordt. Actine- en myosine-filamenten schuiven bij het samentrekken van de spier in elkaar waardoor de spier korter wordt. Elk myosine-filament bestaat uit een staart en een kop. De staart hecht zich vast aan de staart van andere myosine moleculen. Dit geheel vormt het dikke filament. De kop is het centrale punt van bio-energetische reacties, die de grote hoeveelheid van spiersamentrekkingen veroorzaken. De myosine kop kan een ATP molecuul aan zich binden wat kan worden omgezet in ADP en anorganisch fosfaat. De hydrolyse van ATP verandert myosine in een hoog energetische vorm die actine kan binden, een brug kan vormen en het dunne filament door het centrum van het sarcomeer kan trekken. De brug wordt gebroken wanneer een nieuw ATP molecuul zich aan een myosine kop bindt. In een cyclus die zich telkens herhaalt, bindt een vrije myosine kop zich aan een ATP molecuul en dit hecht zich als geheel vast aan een nieuwe bindingsplaats op een actine

11

molecuul. Iedere naar schatting 350 koppen van een dik filament vormen en hervormen ongeveer vijf bruggen per seconde en schuiven de filamenten in elkaar. Een spiervezel heeft genoeg ATP direct beschikbaar voor een paar samentrekkingen. De energie die nodig is voor herhaalde samentrekkingen is opgeslagen in twee andere verbindingen: creatinefosfaat en glycogeen. Creatinefosfaat kan met behulp van het enzym creatine-kinase (CK) een fosfaatgroep binden aan ADP, waardoor de synthese van ATP kan plaatsvinden. De rest van het geleverde creatinefosfaat is voldoende om samentrekkingen van ongeveer vijftien seconden te laten plaatsvinden. Glycogeen wordt afgebroken tot glucose, welke kan worden gebruikt voor het doen ontstaan van ATP bij zuurstofrijke verbranding of glycolyse. Door glucose te gebruiken uit een spiervezel zijn glycogeenvoorraad, kan glycolyse ongeveer één minuut aanhoudende samentrekkingen veroorzaken, daar waar zuurstofrijke verbranding samentrekkingen van ongeveer een uur kan veroorzaken. (Campbell, N.A., et al., 2008) 3.3.2. De rol van Calcium en Proteïnen Calcium ionen (Ca2+) en proteïnen die zich binden aan actine, spelen een zeer belangrijke rol tijdens spiersamentrekkingen en het ontspannen van de spieren. Tropomyosine, een standaard eiwit, en het troponine complex, een groep van aanvullende standaard eiwitten, zijn gebonden aan de actine-strengen van de dunne filamenten. In een spiervezel bedekt tropomyosine de myosine bindingsplaatsen op de dunne filamenten, waardoor het de interactie tussen actine en myosine in de weg staat. Wanneer Ca2+ zich opeenstapelt in het cytosol bindt het aan het troponine complex. Dit zorgt ervoor dat de binding van proteïnen en actine-strengen van positie verandert en de myosine bindende plaatsen worden vrijgegeven op het dunne filament. Kortom, wanneer de Ca2+ concentratie in het cytosol stijgt, glijden de dunne en dikke filamenten langs elkaar en kan de spiervezel samentrekken. Als de Ca2+ concentratie daalt, zijn de bindingsplaatsen bedekt en stopt de samentrekking van de spier. Motorneuronen veroorzaken spiersamentrekkingen door Ca2 vrij te geven aan het cytosol van de spiercellen, met welke zij synapsen vormen. Deze regeling van de Ca2+ concentratie bestaat uit een proces van vele stappen, waarbij een netwerk van membranen en compartimenten in de spiercel zijn betrokken. De aankomst van een mogelijke actie in een synaptisch slot van een motorneuron, zorgt voor het vrijkomen van de neurotransmitter acetylcholine. De binding van acetylcholine aan de receptoren van de spiervezel leidt tot een depolarisatie, wat een mogelijke actie aanspoort. Binnenin de spiervezel spreidt de mogelijke actie zich diep uit en vervolgt het zijn weg door de T-buisjes. De mogelijke actie spoort het vrijgeven van Ca2+ aan vanuit het sarcoplasmatisch reticulum (SR). De calciumionen binden zich aan troponinecomplexen in het dunne filament en de myosine-bindingsplaatsen worden vrijgegeven. Myosinebruggen binden beurtelings aan actine en worden weer gescheiden door het dunne filament in het centrum van het sarcomeer te trekken. ATP zorgt voor de verschuiving van de filamenten. Ca2+ wordt in het cytosol verwijderd door actief transport naar het SR, nadat de mogelijke actie is gestopt. Wanneer de toevoer van motorneuronen stopt, komt er een tropomyosine blokkade over de bindingsplaatsen van myosine en ontspant de spiercel. (Campbell, N.A., et al., 2008) 3.3.3. Samentrekking van een gehele spier De samentrekking van de gehele spier wordt volgens twee mechanismen door het zenuwstelsel aangestuurd. Het eerste mechanisme berust op het veranderen van het aantal spiervezels dat samentrekt. Het tweede mechanisme houdt zich bezig met veranderingen in het tempo waardoor de spiervezels worden gestimuleerd. In een skeletspier wordt elke spiervezel beheerst door één motorneuron. Elk motorneuron verzorgt via synapsen vele spiervezels. Er zijn honderden motorneuronen die een spier controleren, elk met een eigen samenhang van spiervezels verspreid door de spier. Een motorunit bestaat uit een alleenstaand motorneuron en alle spiervezels die hierdoor worden aangestuurd. Wanneer een motorneuron een mogelijke actie voortbrengt, trekken alle spiervezels in de motorunit samen tot een groep. Het vermogen van de resulterende samentrekking hangt af van de hoeveelheid spiervezels die het motorneuron in bezit heeft.

12

Het zenuwstelsel kan het vermogen van de spiersamentrekking dus regelen door vast te stellen hoeveel motorunits er op een gegeven moment zijn geactiveerd en door grote of kleine motorunits te selecteren. De kracht ontwikkeld door een spier neemt toe naarmate er meer en meer motorneuronen verantwoordelijk zijn voor het activeren van de spier, dit proces heet ‘het prikkelen van andere spiervezels van motorneuronen’. Het tweede mechanisme waarbij het zenuwstelsel in staat is gehele spiersamentrekkingen te laten plaatsvinden, is door het tempo van de stimulatie van spiervezels te veranderen. Een alleenstaande mogelijke actie produceert een samentrekking die ongeveer honderd milliseconden of korter duurt. Als een tweede mogelijke actie arriveert, nog voordat de spiervezel compleet ontspant, voegen de twee contracties zich bij elkaar wat resulteert in een grotere spanning. Verdere samenvoeging ontstaat als het tempo van de stimulatie stijgt. Wanneer het tempo zo hoog is dat de spiervezel helemaal niet meer kan ontspannen tussen twee stimuli, fuseren de contracties in een zachte, aanhoudende samentrekking die tetanus wordt genoemd. De motorneuronen zorgen voor heel geleidelijk en steeds krachtiger wordende spieraanspanningen van de skeletspieren. De spanningstoename gedurende de samentrekking en tetanus vindt plaats omdat spiervezels zijn verbonden met botten via pezen en daaraan verbonden weefsels. Wanneer een spiervezel samentrekt, strekken deze elastische structuren zich uit en brengen ze spanning op de botten. In een alleenstaande samentrekking begint de spiervezel te ontspannen voordat de elastische structuren volledig zijn uitgestrekt. Tijdens samenvoeging worden de hoge frequenties van mogelijke acties in stand gehouden door een verhoogde concentratie van Ca2+ in het cytosol van de spiervezels, waardoor de brug langer kan worden gemaakt en een betere uitrekbaarheid van de elastische structuren tot gevolg heeft. Tijdens tetanus zijn de elastische structuren volledig gestrekt en zijn alle spanningen ontstaan in de spiervezel, verplaatst naar de botten. (Campbell, N.A., et al., 2008)

3.4. Verschillende soorten skeletspiervezels Elk verschillend type skeletspiervezel is verbonden aan specifieke functies. De typen vezels worden geclassificeerd naar ATP-gebruik en het ontstaan van spieractiviteit of door de snelheid van spiersamentrekkingen. 3.4.1. Zuurstofafhankelijke vezels Vezels die het meest afhankelijk zijn van de opname van zuurstof worden oxidatieve vezels genoemd (type I). Zulke vezels zijn gespecialiseerd in het zoeken van een weg die hen mogelijk maakt gebruik te maken van vaste energie. Ze hebben vele mitochondria, een rijke bloedvoorziening en een grote hoeveelheid van het eiwit myoglobine. Myoglobine, een bruinachtig rood pigment, bindt zuurstof nauwer dan hemoglobine waardoor het op een effectieve wijze zuurstof uit het bloed kan onttrekken. Andere vezels gebruiken glycolyse als hun voornaamste bron van ATP en worden glycolytische vezels genoemd. Met een grotere diameter en minder myoglobine dan oxidatieve vezels, worden glycolytische vezels gemakkelijker moe. 3.4.2. Snel- en langzaam samentrekkende vezels Het tempo van de samentrekking van de spiervezel is afhankelijk van het gebruik van het type vezel. Met snel samentrekkende vezels is een samentrekking twee of drie keer sneller dan met langzaam samentrekkende vezels. Snel samentrekkende vezels (ook wel type II vezels genoemd) worden gebruikt voor korte, vlugge, krachtige samentrekkingen. Een langzaam samentrekkende vezel (type I vezel) heeft minder sarcoplasmatisch reticulum en pompt Calcium langzamer dan een snel samentrekkende vezel. Het verschil in het tempo van de samentrekking tussen langzaam samentrekkende vezels en snel samentrekkende vezels, heeft te maken met het tempo waarin de myosine koppen ATP hydrolyseren. Alle langzaam samentrekkende vezels zijn oxidatief, snel samentrekkende vezels kunnen zowel oxidatief als glycolytisch zijn. (Campbell, N.A., et al., 2008)

13

4. Atypische Myopathie In dit hoofdstuk wordt besproken wat Atypische Myopathie precies is en wat er reeds bekend is over de acute spierziekte.

4.1. Atypische Myopathie Atypische Myopathie (AM), ook wel Atypical Myoglobinura of Equine acquired multiple acylCoA dehydrogenase deficiency (MADD) genoemd, is een acute myopathie (spierziekte) voorkomend bij grazende paarden. Doordat de oorzaak van myoglobinurie bij grazende paarden oftewel myoglobine in de urine (een spiereiwit in de urine wat de urine een donkere, koffiebruine kleur geeft en normaal gesproken niet in de urine aanwezig is) niet bekend was, werd de naam Atypische Myopathie gebruikt. De ziekte kwam begin twintigste eeuw sporadisch voor in verschillende delen van de wereld, maar werd vooral aangetoond in het United Kingdom. AM is de laatste jaren in verschillende Europese landen toegenomen en komt ook voor in Australië en Canada. (Galen, G. van, et al., 2008). Het eerste rapport over deze vorm van Myopathie verscheen in de herfst van 1939 in het Noorden van Wales, United Kindom. Het syndroom kent een sterftecijfer van bijna negentig procent. Het overlijden van de paarden vindt meestal plaats binnen 72 uur na het ontstaan van de symptomen. De eerste grote Europese uitbraak kwam voor in Duitsland. 111 van de 115 door AM getroffen paarden stierven (Votion, D.M. en Serteyn, D., 2008). De grootste uitbraak van Atypische Myopathie was in de herfst van 2009. Bij 371 paarden uit tien verschillende Europese landen werd AM geconstateerd. 265 (71%) van deze paarden overleed aan de aandoening. (Kolk, J.H. van der, et al., 2010) Een duidelijke cyclus van AM is niet aanwezig. Er zijn uitbraken geweest in 2004, 2006, 2008 en 2009, maar er zijn ook enkele gevallen gevonden in 2002 en 2003. (Westermann, C.M., et al., 2008; Kolk. J.H. van der, et al., 2010) Uitbraken komen meestal voor in de herfst, maar sporadisch ook in de lente en minder frequent in de winter (Votion, D.M. en Serteyn, D., 2008).

4.2. Oorzaak De oorzaak van Atypische Myopathie is nog niet geheel wetenschappelijk achterhaald. AM lijkt te ontstaan bij paarden die minimaal één week op grasland verblijven en bij paarden waarvoor gras het hoofdbestanddeel van het rantsoen is. Uitbraken vinden vooral plaats bij bepaalde milieufactoren en specifieke weersomstandigheden. AM ontstaat vooral bij matig zonlicht, lage temperaturen (zonder strenge vorst), overmatige regenval en krachtige wind (Galen, G. van, et al., 2008). Er is bekend dat er een biochemische verstoring is in de vetstofwisseling van het paard, een enzymdeficiëntie in de ß-oxidatie (MADD). De spieren kunnen geen kortketen vet meer verbranden. Doordat de spieren geen volledig gebruik kunnen maken van hun belangrijkste energiebron (vetzuren), zijn ze afhankelijker van de koolhydraten. Deze zijn echter beperkt aanwezig en door gebrek aan energie gaan de spiercellen kapot. (Westermann, C.M., Dorland, L., Votion, D-M., 2007) Als die cellen van de spieren kapot gaan, komen er allerlei toxines vrij. De oorzaak is waarschijnlijk een nog onbekende gifstof of schimmel. (Faculteit Diergeneeskunde Universiteit Utrecht, 2009) Het biochemische defect heeft te maken met acyl-CoA dehydrogenases (enzymen die water onttrekken aan een verbinding) die gebruik maken van vitamine B2 (oftewel Riboflavine), een voorloper van de synthese van FAD (energieleveraar voor deze specifieke enzymen). De enzymen zijn werkzaam in het mitochondrion, waar het vet wordt verbrand met zuurstof. Er is een mogelijk verband met het innemen van een door Rhytisma acerium (schimmel) geïnfecteerd esdoornblad (Acer pseudoplatanus). (Kolk, J.H. van der, et al., 2010) Een andere mogelijke oorzaak is dat de aandoening wordt veroorzaakt door het dodelijke gif van de Gram-positieve, sporenvormende bacterie Clostridium sordellii. Sinds het gif van deze bacterie intramusculair in muizen was ingebracht, werden er vergelijkbare microscopische afwijkingen gevonden als bij Atypische Myopathie. In de gevallen waarbij AM is geconstateerd, zijn geen sporen gevonden van virusinfecties.

14

4.3. Symptomen De symptomen die bij Atypische Myopathie worden waargenomen, zijn stijfheid, spierpijn, spiertrillingen, abnormale gangen, het gaan liggen, spierkleurstoffen uitplassen, verstoringen van het hartritme en zweten. AM wordt gekarakteriseerd door zwakte en het gaan liggen, veroorzaakt door acute degeneratie van de skeletspieren en de ademhalingsspieren. Sommige paarden laten het hoofd hangen, anderen kunnen niet meer blijven staan. Verschijnselen als koliek, slecht slikken, slokdarmverstoppingen en het overrekken van de urineblaas worden ook gezien. Verder hebben de getroffen paarden een toename van harten ademhalingsritme. Door de spierafbraak komt er myoglobine (ijzerhoudende eiwitverbinding uit de spieren die zuurstof aan zich bindt) in de bloedbaan terecht. Myoglobine wordt uitgescheiden door de nieren en geeft de urine een donkerrode tot koffiebruine kleur. Getroffen paarden hebben normaal gesproken een goede lichaamsconditie, de ziekteverschijnselen treden plotseling op. (Cassart, D., et al., 2007) Paarden met Atypische Myopathie zien er in eerste instantie niet ziek uit, ze hebben geen koorts en eten gewoon. (Westermann, C.M., 2007; Votion, D-M., 2008)

4.4. Diagnose De diagnose van Atypische Myopathie kan worden vastgesteld op basis van de geschiedenis van het paard, de klinische signalen, analyses van bloed en urine, bioptie van de spieren en tot slot een onderzoek na overlijden. Een manier om een definitieve diagnose van AM vast te stellen, is het analyseren van spiermonsters genomen bij een obductie. Bloedmonsters tonen een spectaculaire toename van spierenzymen aan, in het bijzonder de toename van het enzym creatine-kinase (CK). Creatine-kinase is een enzym dat de fosfaatgroep van creatinefosfaat over brengt naar ADP, waardoor het energierijke ATP ontstaat (Klaver, P., 2008). Het kleuren van weefsels met enzymen wees aan dat er een zwak en ongeorganiseerd patroon was van NADH en de afwezigheid van calciumzouten en dramatische ophopingen van vetdruppeltjes. (Cassart, D., et al., 2007) De plasma CK concentraties zijn de meest specifieke biochemische indicators voor Myopathie in het algemeen, de bloedactiviteit stijgt snel in samenhang met de klinische symptomen met waardes boven de 10.000 en vaak boven de 100.000 IU/L (Internationale Eenheden per Liter). Een tekort aan kalk (hypocalcaemie) en een overmaat aan glucose (hyperglycaemie) zijn meestal constante bevindingen bij deze aandoening. Een andere veelvoorkomende biochemische indicator is de toenemende waarde van de activiteit van enzymen der lever. De definitieve diagnose kan ook worden gesteld middels bepaling van acylcarnitines, organische zuren en glycine-conjugaten in het bloed en/of de urine. (Westermann, C.M., 2007)

4.5. Preventie en behandeling In deze paragraaf wordt besproken hoe Atypische Myopathie het best voorkomen kan worden. Daarnaast wordt besproken hoe paarden met Atypische Myopathie het best behandeld kunnen worden. 4.5.1. Preventie Atypische Myopathie is normaal gesproken fataal, omdat er geen specifieke behandeling mogelijk is. Paarden met ondergewicht of een normaal gewicht, hebben meer kans op het krijgen van de ziekte dan paarden met overgewicht. Regelmatig vaccineren en ontwormen, verlaagt de kans op Atypische Myopathie, ongeacht de leeftijd van het paard. Inactieve paarden lopen meer risico dan paarden die regelmatig getraind worden. De preventie van Atypische Myopathie kan zijn het geven van een zoutblok, water uit de waterleiding en het gehele jaar ter beschikking stellen van een complete voeding. In tegenstelling tot de inspanningsspierbevangenheid, wat vaak wordt gezien bij racepaarden (volbloeden en dravers), die een nerveus en temperamentvol karakter hebben, hebben deze paarden minder kans op het krijgen van Atypische Myopathie. Toch kunnen alle rassen behept raken met AM. Er is geen uitgesproken beschermende factor geassocieerd met verschillende rassen. Permanente beweiding is een belangrijke risicofactor voor het ontwikkelen van de

15

spierziekte. Daarnaast is de hypothese dat de kwaliteit van het grasland bij permanente beweiding achteruit gaat en de paarden hierdoor planten gaan eten die zij normaal niet zouden consumeren. (Votion, D-M., et al., 2008) Uit onderzoek van Votion D-M., et al. is gebleken dat jonge paarden (< 3 jaar) de primaire slachtoffers van de ziekte zijn. Het geslacht heeft geen invloed op het ontwikkelen van Atypische Myopathie. Toch wordt de diagnose vaker gesteld bij merries dan bij hengsten of ruinen. Dit komt doordat merries over het algemeen vaker het gehele jaar door op een weiland worden gehuisvest dan hengsten. 4.5.2. Behandeling Wanneer wordt vermoed dat een paard aan Atypische Myopathie lijdt, moet het dier zo snel mogelijk van de weide worden gehaald. Het moet voorzichtig naar een warme, droge stal gebracht worden. Het is beter een paard met AM niet te transporteren. (Votion, D-M., en Serteyn, D., 2008) Doordat de exacte oorzaak van Atypische Myopathie niet bekend is, is de behandeling van door AM getroffen paarden meestal symptomatisch. Paarden worden behandeld met pijnstillers (NSAID’s). Doormiddel van intraveneuze vloeistoftherapie en elektrolyten moet de zuurgraad in balans worden gehouden. Sinds bekend is dat bij Atypische Myopathie hypocalciëmie wordt ontwikkeld, dient er speciaal aandacht gegeven te worden aan de calciumbalans. Wanneer de balans te laag wordt, kan calciumborugluconaat (100-300 ml calciumborugluconaat 20% tot verbetering) worden ingebracht. Doordat MADD als onderliggend biochemisch defect is aangetoond bij paarden met Atypische Myopathie is het raadzaam om deze paarden vitamine B2 supplementen te geven. Om de spieren te steunen en te repareren zal aan deze paarden ook Vitamine E als antioxidant gegeven moeten worden. Het toedienen van Carnitine zorgt voor de verwijdering van toxines en de verbetering van het vetzuurmetabolisme. Veel paarden hebben problemen met urineren en zouden daarom ook tijdelijk of langdurig een urineblaaskatheter moeten hebben. Als paarden een katheter nodig hebben, moeten zij antibiotica toegediend krijgen om ontstekingen van de urinewegen te voorkomen. (Galen, G. van, et al., 2008)

16

5. Vetstofwisseling in de spieren In dit hoofdstuk wordt weergegeven hoe de vetstofwisseling in de spieren van een gezond paard en in de spieren van een paard met Atypische Myopathie is geregeld. Allereerst wordt de gezonde situatie beschreven, vervolgens de situatie bij Atypische Myopathie.

5.1. Vetstofwisseling in de spieren van een gezond paard De stofwisseling van vet in de spieren gebeurt via een aantal wegen. In deze paragraaf wordt besproken hoe de vetstofwisseling bij een gezond paard verloopt. 5.1.1. Vetzuren en cholesterol De bron van een lange vetzuurketen is vet uit voedsel of de novo-synthese van acetyl-CoA afkomstig uit koolhydraten. In de weefsels worden de vetzuren geoxideerd tot acetyl-CoA (ßoxidatie) of veresterd tot acylglycerol. Triacylglycerol (oftewel depotvet) vormt de belangrijkste caloriereserve. Acetyl-CoA, gevormd door ß-oxidatie, kent verschillende belangrijke bestemmingen. Als Acetyl-CoA afkomstig is van koolhydraten, wordt het in de citroenzuurcyclus volledig geoxideerd tot CO2 + H2O. De citroenzuurcyclus is weergegeven in bijlage 3. Vetzuren leveren een aanzienlijke hoeveelheid energie, zowel in de ß-oxidatie als in de citroenzuurcyclus en zijn daardoor zeer effectief als weefselbrandstof. Verder is Acetyl-CoA een belangrijke bron voor de koolstofatomen in cholesterol en andere steroïden. Daarnaast vormt Acetyl-CoA in de lever ketonlichamen (aceton, acetoacetaat en 3-hydroxybutyraat), alternatieve wateroplosbare weefselbrandstoffen, die onder bepaalde omstandigheden belangrijke bronnen van energie zijn geworden (bijvoorbeeld bij verhongering). (Murray, R.K. et al., 1999) Ketonlichamen spelen bij het paard echter geen rol van betekenis. 5.1.2. Aminozuurstofwisseling Aminozuren zijn nodig voor de eiwitsynthese. Sommigen (de essentiële aminozuren) moeten worden verschaft via het voedsel, omdat de weefsels niet in staat zijn deze essentiële aminozuren te vormen. Het restant, oftewel de niet-essentiële aminozuren worden verstrekt via het voer, maar kunnen ook gevormd worden door tussenproducten van transaminering, door het gebruik van het aminostikstof van een overschot aan andere aminozuren. Na deaminering wordt de overmaat aan aminostikstof afgevoerd via de urine en de koolstofresten die achterblijven na transaminering, worden geoxideerd tot CO2 via de citroenzuurcyclus van glucose (glucogenese) of van keton-lichamen. Skeletspieren gebruiken glucose als brandstof, welke beide lactaat en CO2 vormen. Skeletspieren slaan glycogeen op als brandstof voor het gebruik tijdens spiersamentrekkingen en de synthese van spiereiwit uit plasma aminozuren. Spieren zijn verantwoordelijk voor ongeveer vijftig procent van de lichaamsmassa en zijn een opslagplaats voor eiwitten die plasma aminozuren kunnen leveren, vooral tijdens voedseltekort. (Murray, R.K. et al., 1999) 5.1.3. Vetten uit de voeding Vetten (lipiden) in de voeding zorgen voor energie en essentiële vetzuren. Vooral paarden die intensief getraind worden, worden tegenwoordig gevoed met voeding met meer vetten. Dit niet alleen om aan de energie-eisen te voldoen, maar ook om de atletische prestaties te verbeteren. De hoeveelheid en het type vet uit de voeding zijn belangrijke determinanten van het vetmetabolisme. Het vetgehalte in diervoeders van plantaardige en/of dierlijke oorsprong is uitgedrukt in de eenheid ruw vet. Dit geeft de totale hoeveelheid weer die kan worden geëxtraheerd met een bepaald oplosmiddel. Op basis van de chemische structuur kunnen lipiden worden onderverdeeld in triacylglycerolen, fosfolipiden, glycolipiden en steroïden. Triacylglycerolen vormen de belangrijkste vetten in de voeding. Bij triacylglycerolen is een glycerolmolecuul veresterd met drie vetzuren (acylgroepen). Bij natuurlijk voorkomende triacylglycerolen hebben de vetzuren vaak verschillende ketenlengtes. Het merendeel van de

17

vetzuren heeft een even aantal koolstofatomen, die op hun beurt een carboxylgroep bevatten en een onvertakte koolstofketen die verzadigd kan zijn of mono-of poly onverzadigd. (Hallebeek, J.M., 2002) Vetten in de voeding bij niet-planteneters, vooral bestaand uit triacylglycerol, worden in de dunne darm gesplitst tot monoacylglycerolen en vetzuren. In de darmcellen worden ze samengevoegd met eiwit, waardoor zij een chylomicron vormen. De chylomicronen worden vervolgens afgegeven aan de lymfevaten en komen daarna terecht in de bloedcirculatie. Alle hydrofobe, vetafstotende producten van de spijsvertering vormen veteiwitten, welke het transport tussen weefsels in een waterachtig milieu (het plasma) vergemakkelijken. In tegenstelling tot glucose en aminozuren, wordt het triacylglycerol van het chylomicron niet direct door de lever opgenomen. Het wordt eerst verteerd door extrahepatische weefsels (weefsels buiten de lever), die beschikken over het enzym veteiwit lipase, welke triacylglycerol hydrolyseert en vetzuren vrijgeeft die worden opgenomen door vetweefsels of worden geoxideerd tot brandstof. De andere belangrijke bron van lange vetzuurketens is de synthese (lipogenese) van koolhydraten, vooral in vetweefsel en in de lever. Triacylglycerol in vetweefsel is de belangrijkste brandstofreserve van het lichaam. Aansluitend op de hydrolyse (lipolyse) worden vetzuren vrijgegeven in de circulatie als vrije vetzuren. Deze worden opgenomen door de meeste weefsels (niet door de hersens of de erytrocyten) en veresterd tot acylglycerol of geoxideerd als een belangrijke brandstof tot CO2. Er ontstaan twee belangrijke gebeurtenissen in de lever. Het eerste is dat het teveel aan triacylglycerol, voortgekomen uit zowel de lipogenese als de vrije vetzuren, wordt weggestopt in de circulatie als zeer laag geconcentreerd veteiwit (very low density lipoprotein: VLDL). Dit triacylglycerol ondergaat een zelfde weg als de chylomicronen. Het tweede belang van de lever is dat een gedeelte van de oxidatie van vrije vetzuren leidt tot ketonlichamenproductie (ketogenese). Ketonlichamen worden getransporteerd naar extrahepatische weefsels, waar ze functioneren als een andere belangrijke bron van brandstof. (Murray, R.K. et al., 1999) Bij paarden werkt de vetverbranding echter iets anders. Paarden nemen van nature nauwelijks vetten op uit de voeding. Gras bevat weinig vet, maar heeft wel een relatief hoog percentage α-linoleenzuur, een essentieel vetzuur. (Hallebeek, J.M., 2002) De hoeveelheid en het type vet in het rantsoen van paarden wordt bepaald door het ruwvoer. Over het algemeen is het vetgehalte in paardenvoeding ongeveer vijf procent in de droge stof. (Meyer, H., 1992) Het paard is een niet-herkauwende planteneter en bezit een sterk ontwikkelde blinde darm. De dunne darm is het belangrijkst bij de vertering van niet-structurele koolhydraten, eiwitten en vetten. De dikke darm en de blinde darm zijn samen met de bacteriën die zich daar bevinden, verantwoordelijk voor de vertering van vezelig materiaal. Paarden hebben de enzymatische vertering vóór de microbiële fermentatie. (McDonald, P., et al., 2002) Met behulp van hydrolyse worden triacylglycerolen gesplitst in vetzuren en mono-acylglycerolen, die samen met galzuren, fosfolipiden en cholesterol, micellen vormen. Micellen zijn submicroscopische deeltjes, die voor een deel hydrofoob en voor een deel hydrofiel zijn. De micellen diffunderen door de dunne darm en de onverstoorbare waterlaag van de darmvlokken (villi) en de onderdelen hiervan worden opgenomen door de darmcellen. In de epitheelcellen van de dunne darm worden triacylglycerolen, fosfolipiden, cholesterolesters en apoproteïnen gecombineerd om chylomicronen te vormen. Net als bij niet-planteneters worden de chylomicronen uitgezet in het lymfestelsel, welke langs de ductus thoracicus (een groot lymfevat) uitmondt in de bloedsomloop. Triacylglycerolen worden getransporteerd in plasma met chylomicronen en VLDL. Lange-vetzuurketens in de vorm van triacylglycerolen dienen door lipasen (vetafbrekende enzymen) in de alvleesklier (pancreas) te worden gesplitst en opgenomen te worden in micellen. Middellangevetzuurketens uit de voeding worden als zodanig opgenomen door slijmproducerende cellen (mucosa cellen) en via het portaal systeem naar de lever getransporteerd. VLDL’s worden door de lever uitgescheiden en bevatten of de novo-gesynthetiseerde vetzuren of de vetzuren die zijn opgenomen door het bloed. Door de werking van het enzym lipoproteïn lipase (LPL) worden chylomicronen en VLDL’s verlost van hun veresterde vetzuren, welke worden opgenomen in weefsels. De lever houdt vrije vetzuren vast, welke β-oxidatie ondergaan in de mitochondriale matrix, waardoor acetyl-CoA wordt gevormd. Het acetyl-CoA

18

kan de citroenzuurcyclus binnengaan, of de C2-eenheden kunnen worden getransporteerd naar het cytosol en worden gebruikt voor de novo-synthese van vetzuren. (Hallebeek, J.M., 2002) In de blinde- en dikke darm wordt onverteerd organisch materiaal door middel van bacteriën omgezet in vluchtige vetzuren. Deze bacteriën zijn ook erg belangrijk bij de synthese van B-vitaminen. Dit proces heet fermentatie en gebeurt altijd onder anaerobe omstandigheden. Het grootste gedeelte van de fermentatie vindt plaats in de blinde darm, die bij een paard veel sterker is ontwikkeld dan bij een ander zoogdier. Het onverteerd organisch materiaal bestaat uit ruwe celstof. Cellulose, hemicellulose en lignine komt voor in deze ruwe celstof. Cellulose en hemicellulose kunnen, in tegenstelling tot lignine, door de blinde darm worden afgebroken tot de vluchtige vetzuren azijnzuur, propionzuur en boterzuur. Deze vluchtige vetzuren zorgen voor energie. (Frape, D. 1998) Een paard bevat geen galblaas. Daarom wordt gal, wat bij een paard bestaat uit lecithinine (5,6%), cholesterol (4,4%) en geconjugeerde galzouten (90%), uitgescheiden in fijne kanaaltjes (canaliculi) die direct overgaan in de twaalfvingerige darm (duodenum). (Hallebeek, J.M., 2002) Galzouten spelen een belangrijke rol bij het vormen van lipase in de pancreas en het emulgeren van vetten (McDonald, P., et al., 2002) Het geven van een hoogwaardige voeding met veel vet, stimuleert de vorming van gal. Vele studies hebben aangetoond dat gal een remmend effect heeft op de microben in de blinde- en dikke darm. (Jansen, W.L., 2001) 5.1.4. Mitochondrium en cytosol Het mitochondrium fungeert als het middelpunt en kruispunt van de stofwisseling van koolhydraten, vetten en aminozuren. In het bijzonder herbergt het de enzymen van de citroenzuurcyclus, de ademhalingsketen en de synthese van ATP, de ß-oxidatie van vetzuren en de productie van ketonen. Bovendien is het een verzamelpunt voor koolstofresten uit aminozuren na transaminering en het zorgt ervoor dat deze koolstofresten de synthese van niet-essentiële aminozuren laat plaatsvinden. Glycolyse, de weg van pentosefosfaat en de synthese van vetzuren vinden allemaal plaats in het cytosol. Voor de gluconeogenese moeten substanties als lactaat en pyruvaat, die zijn gevormd in het cytosol, het mitochondrium binnendringen en oxaloacetaat vormen voordat de omzetting naar glucose plaatsvindt. De membranen van het endoplasmatisch reticulum beheersen het enzymsysteem voor de synthese van acylglycerol en de ribosomen zijn verantwoordelijk voor eiwitsynthese. (Murray, R.K. et al., 1999)

5.2. Vetstofwisseling in de spieren van een paard met Atypische Myopathie Bij paarden met Atypische Myopathie vindt een selectieve degeneratie van spieren plaats die de oxidatieve vezels (type I vezels) meer aantast dan de glycolitische vezels (type II vezels). Daarbij is een toenemende vetopslag in type I vezels opvallend. Deze bevindingen met verder geen abnormale opstapeling van glycogeen of polysacharide, suggereert dat er een beschadigde zuurstofstofwisseling is en dat het glycolitische pad in stand gehouden wordt. (Galen, D. van, et al., 2008) Zoals in paragraaf 4.2. van hoofdstuk 4 besproken is, is bekend dat paarden met Atypische Myopathie een biochemische verstoring hebben in de vetstofwisseling, een enzymdeficiëntie in de ß-oxidatie (MADD). Het biochemische defect heeft te maken met acyl-CoA dehydrogenases (enzymen die water onttrekken aan een verbinding) die gebruik maken van vitamine B2 (oftewel Riboflavine), een voorloper van de synthese van FAD (energieleveraar voor deze specifieke enzymen). De enzymen zijn werkzaam in het mitochondrion, waar het vet wordt verbrand met zuurstof. (Kolk, J.H. van der, et al., 2010) Deze MADD leidt tot de disfunctie van de meest efficiënte manier van energiewinning door de mitochondria. Doordat de spieren geen volledig gebruik kunnen maken van hun belangrijkste energiebron (vetzuren), zijn ze afhankelijker van de koolhydraten. Deze zijn echter beperkt aanwezig en door gebrek aan energie gaan de spiercellen kapot. (Westermann, C.M., Dorland, L., Votion, D-M., 2007)

19

6. De Esdoorn (Acer) De Esdoorn behoort tot de loofbomen. De bloemen van loofbomen zijn zowel van het mannelijke als het vrouwelijke geslacht. Loofbomen zijn bladverliezend en de bladeren hebben fijne nerven. Bomen en planten beschikken over een stamboom. De familienaam waaronder de Esdoorn wordt ingedeeld is Aceraceae. Een geslacht heeft één of meerdere verwante soorten. De eerste letter van de geslachtsnaam wordt aangeduid met een hoofdletter en de naam wordt altijd cursief geschreven. De soortnaam geeft een speciale plant weer (bijvoorbeeld: pseudoplatanus). Soortnamen worden in de literatuur altijd cursief weergegeven geheel in kleine letters. Soorten kunnen verder worden onderverdeeld in subspecies, variëteiten en cultivars. De esdoornfamilie kent twee geslachten en meer dan honderd soorten. Aceraceae bestaat uit de geslachten Acer (Esdoorns) en Dipteronia. (Coombes, A.J., 1992) De naam Acer is afkomstig uit het Latijn en betekent ‘spits’. Vermoedelijk heeft de naam betrekking op de spitse vorm van de bladeren (Wikipedia, 2010). Esdoorns kenmerken zich door de vaak gelobde bladeren en de gevleugelde vruchten, die uit twee helften bestaan. (Coombes, A.J., 1992) Daarnaast zijn de tegenoverstaande bladeren en de handvormig ingesneden bladeren typische kenmerken van de Esdoorn (Maes, B., 2006). De variatie binnen het geslacht Acer is erg groot. Sommige soorten groeien uit tot zeer hoge bomen, terwijl anderen niet groter worden dan een kleine struik. Van deze bomen bestaan ook hybriden. Dit zijn kruisingen tussen twee soorten van hetzelfde geslacht. Een voorbeeld hiervan is de Acer x freemanii, een kruising tussen A. rubrum en A. saccharinum. Ook hybriden kennen cultivars en subspecies. Esdoorns kunnen leven op bijna alle gronden, hoewel soorten wel een voorkeur kunnen hebben voor een bepaalde grondsoort. Esdoorns prefereren over het algemeen plaatsen in de volle zon, waar zij ook het beste groeien. (Laar, H.J. van de, 1998) In delen van de Verenigde Staten van Amerika vertegenwoordigen A. saccharum en A. rubrum een groot percentage van het bosareaal. (Van den Berk boomkwekerijen, 2004) In Nederland zijn de meest voorkomende soorten A. campestre, A. pseudoplatanus en A. platanoides. (Maes, B., 2006)

6.1. Esdoornsoorten Over de gehele wereld komen wel meer dan honderd verschillende esdoornsoorten voor. In deze paragraaf worden enkele van deze soorten besproken. Er is voor deze soorten gekozen, omdat ze op meerdere plaatsen in de literatuur worden genoemd. 6.1.1. Acer campestre De Acer campestre, beter bekend als Veldesdoorn of Spaanse aak, vindt zijn oorsprong in Noord-Afrika, Zuidwest-Azië en Europa. De bladeren zijn vijflobbig. Grote lobben hebben kleinere lobben bij de top. De bladeren worden tot acht centimeter lang en tien centimeter breed. De bovenzijde van het blad is donkergroen, de onderzijde is lichter en behaard. De bloemen zijn geelgroen gekleurd en staan bijeen in trosjes. De bloemen ontstaan tegelijk met de bladeren in het voorjaar (Van den Berk boomkwekerijen, 2004). De vruchten bestaan uit wijduitstaande vleugels. (Coombes, A.J., 1992) De takken van deze esdoornsoort zijn olijfgroen tot geelbruin gekleurd, de jongere takken zijn lichtbehaard. De schors is lichtbruin van kleur en kurkachtig. De bladeren verkleuren in de herfst goudgeel. (Maes, B., 2006) Acer campestre behoort tot één van de voorkomende esdoornsoorten in Nederland en België en is hier ook wel bekend als de Spaanse aak. De Veldesdoorn is, samen met de Gewone esdoorn, de enige Esdoorn die in Nederland als autochtoon wordt beschouwd. Er zijn nog kleine populaties van deze soort te vinden in Gelderland, Noord-Brabant en Limburg. Deze esdoornsoort komt sporadisch voor als boom en wordt meestal als struik in heggen en bosranden gezien. Ondanks het feit dat de boom erg traag groeit, kan deze toch een hoogte van vijfentwintig meter bereiken en een grote stamomvang krijgen. Deze soort kan in tegenstelling tot andere esdoornsoorten minder goed tegen vorst, maar is goed bestand tegen droogte en schaduw. De Veldesdoorn komt vooral voor op kalk-en leemhoudende gronden en wordt gevonden in bossen, bosranden, houtwallen en hagen. Verder wordt de

20

Spaanse aak steeds vaker aangeplant langs wegen en is de soort sterk in aantal toegenomen. (Maes, B., 2006) De boom wordt ongeveer 150 jaar oud (Hecker, U., 2001). De soort A. campestre kent vele cultivars. Enkele voorbeelden hiervan zijn Acer campestre ‘Elsrijk’, Acer campestre ‘Queen Elizabeth’ en Acer campestre ‘Red Shine’. De variatie in subspecies uit zich doordat sommige kenmerken zoals de herfstkleur en kurkachtige schors in meer of mindere mate naar voren komen. (Van den Berk boomkwekerijen, 2004) Acer campestre is weergegeven in figuur 4.1. van bijlage 4. 6.1.2. Acer cappadocicum De Acer cappadocicum, oftewel Kolchische esdoorn, is een esdoornsoort die tot twintig meter hoog kan worden. De bladeren zijn vijf-tot zevenlobbig, hebben een gave rand en een toegespitste lob. De rijpende vruchten gaan hangen en de vleugels kunnen vier centimeter lang worden. De Kolchische esdoorn vindt zijn herkomst in West-Azië, China en het Midden Oosten (Van den Berk boomkwekerijen, 2004). De schors van deze esdoornsoort is glad en grijs gekleurd. (Coombes, A.J., 1992) De jonge twijgen zijn glimmend groen met lichtgrijze strepen. (Van den Berk boomkwekerijen, 2004) De bloemen van deze esdoornsoort zijn klein en in opstaande trossen. De kleur is geelgroen en ze ontstaan tegelijk met het jonge blad in het voorjaar. (Coombes, A.J., 1992) De grondsoort waar deze soort het best op groeit, is een humusrijke, vochthoudende bodem. In de herfst verkleuren de bladeren van deze boom diepgeel. Opvallend aan deze esdoornsoort is dat hij erg dunne bladstelen heeft met melksap. De Acer cappadocicum kent een aantal cultivars zoals de Acer cappadocicum ‘Aureum’ en de Acer cappadocicum ‘Rubrum’. (Van den Berk boomkwekerijen, 2004) 6.1.3. Acer davidii De Acer davidii (Nederlandse benaming: Davids esdoorn) heeft een eirond blad en is afkomstig uit China. Het blad wordt ongeveer vijftien centimeter lang en tien centimeter breed. Het blad komt voor met of zonder lobben, maar is altijd toegespitst in een bladpunt. Jonge bomen hebben vaak drie-lobbige bladeren, terwijl oudere bomen niet-gelobde bladeren hebben (Van den Berk boomkwekerijen, 2004). De rand van het blad is getand en de kleur is glanzend donkergroen op de bovenzijde. Jonge bladeren hebben een behaarde onderzijde. Bladeren van cultivars kunnen oranje kleuren in de herfst, maar velen behouden de donkergroene kleur. De twijgen zijn purper gekleurd met grijswitte lengtestrepen (Van den Berk boomkwekerijen, 2004). De schors van deze esdoornsoort is groen met verticale, witte strepen. Wanneer de boom ouder wordt, kleuren deze strepen grijs en kan de schors barsten. Dankzij de opvallend gestreepte bast behoort deze soort tot de slangenhuidesdoorns (Van den Berk boomkwekerijen, 2004). De bloemen zijn lichtgeel tot groen van kleur en hangen in trossen. Ze ontstaan tijdens het einde van het voorjaar als het blad uitloopt. De vrucht bestaat uit uitstaande vleugels tot drie centimeter lang. Wanneer de vrucht rijp wordt, veranderen de vleugels in een rode kleur. Deze soort komt vooral voor in struikgewas en bossen in berggebieden en kan een hoogte bereiken van vijftien meter. (Coombes, A.J., 1992) Het wortelstelsel van deze boom is sterk vertakt, waardoor het zeer compact is. Een subspecie van deze soort is de Acer davidii ssp. grosseri. Deze subspecie vormt een meerstammige struik die ongeveer tien meter hoog wordt. Het verschil met A. davidii is dat de twijgen iets groener zijn gekleurd, waardoor de strepen minder opvallend zijn. (Van den Berk boomkwekerijen, 2004) 6.1.4. Acer negundo De Acer negundo ook wel Vederesdoorn genoemd, heeft een geveerd blad met soms gelobde blaadjes. De blaadjes kunnen drie, vijf- of zevengetand zijn en worden tien centimeter lang en zes centimeter breed. De bladeren zijn donkergroen aan de bovenkant en hebben een gladde of behaarde onderzijde. De randen van het blad zijn vaak geel of roze getint. De twijgen zijn glanzend groen. De schors is grijsbruin en glad. De mannelijke bloemen zijn pluimvormig gebundeld, de vrouwelijke bloemen hangen in trossen. De gevleugelde vruchten zijn sikkelvormig en worden samara’s genoemd. (Van den Berk boomkwekerijen, 2004) De Vederesdoorn vindt zijn oorsprong in Noord-Amerika en bevindt

21

zich vaak langs rivieroevers. De boom kan tot twintig meter hoog worden. (Coombes, A.J., 1992) De Vederesdoorn spreidt zich sinds 1690 in Nederland steeds meer uit langs de grotere rivieren. (Maes, B., 2006) De Acer negundo is een snelgroeiende middelgrote tot grote boom. De naam Vederesdoorn is afkomstig van het geveerde blad. Het geveerde blad is een eigenschap waarover alleen deze soort en de cultivars van deze soort beschikken. De wortel is tot diep in de grond geworteld en heeft sterke vertakkingen. Acer negundo kent de cultivars Acer negundo ‘Auratum’ en Acer negundo ‘Flamingo’. (Van den Berk boomkwekerijen, 2004) 6.1.5. Acer opalus De Italiaanse esdoorn (Acer opalus) komt oorspronkelijk uit Zuid-en West-Europa en wordt tot twintig meter hoog. De bladeren zijn tien centimeter lang en breed. Ze zijn drie-tot vijflobbig en stomp getand. De bovenzijde van het blad is glanzend en glad. Jonge bladeren hebben een behaarde onderzijde. In de herfst kleuren de bladeren geel. De bloemen zijn klein, felgeel en hangen aan kale twijgen. Ze ontstaan in het begin van het voorjaar, nog voor het jonge blad uitloopt. De vruchten hebben vleugels tot vier centimeter lang. De schors is grijs met een roze tint en schilfert af in grote, vierkante platen. (Coombes, A.J., 1992) Van de Acer opalus is Acer opalus ssp. hispanicus een subspecie. (Esveld, C., 2010) 6.1.6. Acer palmatum De Acer palmatum (Japanse esdoorn) is een boom die tot vijftien meter hoog wordt en zich vooral bevindt in het struikgewas. De boom komt uit China, Japan en Korea en kenmerkt zich aan de spitse bladlobben, die vijf-tot zevenlobbig zijn. Het blad wordt zes tot tien centimeter lang. De bloemen zijn paarsrood en verschijnen in april of mei. (Van den Berk boomkwekerijen, 2004) De vrucht is een nootvrucht bestaande uit groene of rode vleugels tot één centimeter lang. De kleur in de herfst is erg verschillend en kan rood, oranje of geel zijn. De schors is grijsbruin en glad. (Coombes, A.J., 1992) De Acer palmatum groeit niet zo snel en kan voorkomen als grote struik of kleine meerstammige boom. De soort groeit het best op humusrijke, goed doorlatende zandgrond. Van de Acer palmatum zijn duizenden cultivars bekend, die allen een grote variatie hebben in bladvorm en bladkleur. Enkele voorbeelden van cultivars zijn Acer palmatum ‘Crimson Queen’, Acer palmatum ‘Inaba-shidare’ en Acer palmatum ‘Osakazuki’. 6.1.7. Acer platanoides De Noorse esdoorn (Acer platanoides) heeft vijflobbige bladeren die wijd getand, heldergroen en toegespitst zijn. De bladeren worden vijftien centimeter lang tot achttien centimeter breed. In de herfst worden de bladeren geel, soms rood. De bloemen zijn geelgroen en ontstaan voor de bladontwikkeling (Van den Berk boomkwekerijen, 2004). De vruchten bestaan uit grote vleugels die in elkaars verlengde staan. De boom wordt tot vijfentwintig meter hoog en komt oorspronkelijk uit Zuidwest-Azië en Europa. De verspreiding van de Noorse esdoorn is weergegeven in figuur 6.1. De soort groeit zeer snel en bereikt snel de maximumhoogte. (Coombes, A.J., 1992) De schors van de Noorse esdoorn heeft een kenmerkend patroon van smalle lengtegroeven en is donker van kleur. Deze esdoornsoort wordt veel aangetroffen in de buurt van de Sint-Pietersberg (Limburg) en verwildert steeds meer op landgoederen en in steden. (Maes, B., 2006) De boom kan 150 jaar oud worden (Hecker, U., 2001). Het wortelgestel is krachtig met fijne wortels. Enkele cultivars van deze esdoornsoort zijn Acer platanoides ‘Columnare’ en Acer platanoides ‘Cleveland’. (Van den Berk boomkwekerijen, 2004) Acer platanoides is weergegeven in figuur 4.2. van bijlage 4.

22

Figuur 6.1.: Verspreiding van Acer platanoides.

6.1.8. Acer pseudoplatanus De Acer pseudoplatanus oftewel Gewone esdoorn is een boom die tot dertig meter hoog wordt. De bladeren zijn vijflobbig en grofgetand. De bovenzijde is donkergroen en glad. De onderzijde van het blad is blauwgrijs. De schors is roze tot geelachtig grijs. (Coombes, A.J., 1992) De schors is dun en afbladderend (Maes, B., 2006). De bloemen zijn geelgroen en hangen in trossen (Van den Berk boomkwekerijen, 2004). De vruchten bestaan uit naar beneden wijzende vleugels, die vaak felrood gekleurd zijn. De Gewone esdoorn komt oorspronkelijk uit Zuidwest-Azië en Europa. (Coombes, A.J., 1992) Deze esdoornsoort bevindt zich meestal in bossen met rijke bodems en kan erg goed tegen schaduw. De Acer pseudoplatanus groeit in Nederland vooral in het Geuldal (Limburg), in de grotere boscomplexen zoals het Bunderbos, Biebosch, Schaesberg en Wageler Bosch. (Maes, B., 2006) In figuur 6.2. is de verspreiding van de Gewone esdoorn weergegeven. De boom is diepwortelend en heeft vele cultivars. Voorbeelden van cultivars zijn Acer pseudoplatanus ‘Amry’, Acer pseudoplatanus ‘Leopoldii’ en Acer pseudoplatanus ‘Worley’. (Van den Berk boomkwekerijen, 2004) Deze esdoornsoort kan een leeftijd bereiken van meer dan vijfhonderd jaar. (Hecker, U., 2001) Acer pseudoplatanus is weergegeven in figuur 4.3. van bijlage 4.

Figuur 6.2.: Verspreiding van Acer pseudoplatanus.

6.1.9. Acer rubrum De Rode esdoorn (Acer rubrum) is afkomstig uit Noord-Amerika. De boom wordt tot vijfentwintig meter hoog. De bladeren zijn drie-tot vijflobbig en glanzend donkergroen. De

23

lobben zijn spits en getand. De onderzijde is blauwwit van kleur. De nerven zijn op de onderzijde behaard. De schors is donkergrijs en glad. De bloemen zijn rood van kleur en ontstaan in maart of april (Van den Berk boomkwekerijen, 2004). De vruchten bestaan uit rode vleugels van twee tot drie centimeter lang. Vruchten vallen snel af doordat ze vroeg rijpen in de zomer (Van den Berk boomkwekerijen, 2004). Ook de twijgen van de boom zijn rood gekleurd. De Rode esdoorn leeft het best op vochtige grond. (Coombes, A.J., 1992) De hoofdwortel van deze esdoornsoort is zwaar en heeft vele fijne vertakkingen. De groei wordt belemmerd op kalkhoudende grond. Enkele cultivars van deze soort zijn Acer rubrum ‘Bowhall’ en Acer rubrum ‘Morgan’. (Van den Berk boomkwekerijen, 2004) 6.1.10. Acer saccharinum De Acer saccharinum staat beter bekend als de Witte -of Zilveresdoorn. Deze is net als de Rode esdoorn afkomstig uit Noord-Amerika. De bladeren van de Witte esdoorn zijn vijflobbig, waarbij elke lob eveneens gelobd is. De lobben zijn scherp getand en de bladeren hebben een lichtgroene kleur met gladde bovenzijde. De onderkant is blauwwit en dunbehaard. In de herfst kleurt het blad meestal geel. De bloemen zijn groengeel en komen tevoorschijn in maart (Van den Berk boomkwekerijen, 2004). De vrucht bestaat uit uitstaande vleugels. De boom kan dertig meter hoog worden. (Coombes, A.J., 1992) De Witte esdoorn komt sinds de zeventiende eeuw voor in Nederland (Maes, B., 2006). Deze esdoornsoort wordt in tegenstelling tot andere soorten relatief niet oud, namelijk ongeveer honderd jaar (Hecker, U., 2001). Een cultivar van deze soort is Acer saccharinum ‘Pyramidale’. (Van den Berk boomkwekerijen, 2004) 6.1.11. Acer saccharum De Acer saccharum, niet te verwarren met Acer saccharinum, staat beter bekent als de Suikeresdoorn. Wat de twee soorten gemeen hebben is dat ze beiden dezelfde herkomst hebben, namelijk Noord-Amerika. Sinds 1740 is de Suikeresdoorn ingevoerd in Nederland vanuit Noord-Amerika (Maes, B., 2006). Deze soort komt vooral voor in vruchtbare bossen en wordt tot ongeveer dertig meter hoog. De bladeren zijn vijflobbig en worden tot dertien centimeter lang. De drie grootste lobben van het blad zijn wijd getand. De bovenzijde van het blad heeft een donkergroene kleur en kleurt in de herfst oranje, rood of geel. (Coombes, A.J., 1992) De bladeren van de Acer saccharum lijken sterk op die van de Noorse esdoorn. Echter, de bladsteel van de Noorse esdoorn bevat melksap, dit in tegenstelling tot de Suikeresdoorn. (Maes, B., 2006) De bloemen zijn geelgroen en hangen in pluimen (Van den Berk boomkwekerijen, 2004). De vrucht bestaat uit vleugels die een stompe hoek vormen. Van deze esdoornsoort wordt esdoornsiroop gemaakt. (Coombes, A.J., 1992) Enkele cultivars van deze soort zijn Acer saccharum ‘Arrowhead’ en Acer saccharum ‘Legacy’. 6.1.2. Acer tataricum De Acer tataricum oftewel Chinese esdoorn is afkomstig uit Midden-en Noord-China en Japan. Deze esdoornsoort blijft in vergelijking met andere soorten vrij klein. De boom, of eigenlijk struik, bereikt een gemiddelde hoogte van vijf tot zeven meter. De boom groeit vrij traag en kan een breedte van tien meter bereiken. In de natuurlijke groeigebieden komen exemplaren voor van groter dan tien meter. De bladeren zijn drie-lobbig en hebben een glanzende, heldergroene kleur. De middenlob is smal en lang. De bladeren worden vier tot acht centimeter lang. De schors is grijs en iets gegroefd. De jonge twijgen zijn roodbruin van kleur. De gevleugelde vruchten lopen bijna parallel aan elkaar en worden ongeveer 2,5 centimeter lang. De struik kan uitgroeien tot een kleine, meerstammige boom. De wortelgroei is oppervlakkig. Tijdens de herfst kleurt het blad in verschillende tinten rood en oranje. De Acer tataricum is een boom die winterhard is en goed bestand is tegen droogte en luchtvervuiling. (Van den Berk boomkwekerijen, 2004)

24

6.2. Voorkomende schimmels Op de Esdoorn komen verschillende soorten schimmels voor. Onder de schadelijke schimmels worden de blad-loot-en bastziektes gerekend. Schimmels die voorkomen op de bladeren veroorzaken sporadisch ernstige aantasting van de boom. De schimmels die stamen wortelrot veroorzaken zijn echter wel zeer schadelijk. Omdat er bij dit onderzoek wordt aangenomen dat Rhytisma acerinum de vermoedelijke veroorzaker is van Atypische Myopathie, wordt alleen de cyclus van deze schimmel beschreven. Wel wordt de algemene cyclus van ascomyceten beschreven. Van geen van de in deze paragraaf genoemde schimmels is wetenschappelijk aangetoond dat ze schadelijk zijn voor paarden. 6.2.1. Bladziekten De meest voorkomende bladziekten op Esdoorns worden veroorzaakt door schimmels. Op de Acer pseudoplatanus komen verschillende bladziekten veroorzaakt door schimmels voor. De ziekten veroorzaken kenmerkende verkleuringen en vlekken. De schimmels hebben een parasitaire fase op het blad en ontwikkelen zich na het vallen van de bladeren saprofytisch (dat wil zeggen dat ze leven van dood organisch materiaal) voort. Op de afgestorven bladeren maken deze schimmels winterbestendige organen. De schimmel met de meest karakteristieke ziekteverschijnselen is Rhytisma acerinum. Deze schimmel wordt in paragraaf 6.3. van dit hoofdstuk uitvoerig besproken. Een andere veel voorkomende schimmel op de Acer pseudoplatanus is de Pleuroceras pseudoplatani (een ascomyceet1). Deze schimmel is de veroorzaker van opvallende bruine vlekken, die zowel op de bovenzijde als op de onderzijde van het esdoornblad zichtbaar zijn. Aan de onderkant van het blad is een typische nerfnecrose waarneembaar, wat wil zeggen dat de nerven roestbruin kleuren door het afsterven van door schimmels aangetaste cellen. De bladnerven worden gezien als haard van de infectie, waarvandaan verspreiding over het gehele bladoppervlak plaatsvindt. In een later stadium verkleuren de vlekken tot bruingrijs. De met deze schimmel aangetaste bladeren kunnen vervormen. Ook de schimmel Rhytisma punctatum veroorzaakt een groot aantal kleine vlekjes en komt voor op veel verschillende esdoornsoorten, vooral op esdoornsoorten met grote bladeren (Michigan State University, 1962) In Duitsland komt op de Gewone esdoorn de schimmel Petrakia echinata voor. De verschijnselen van deze bladziekte lijken op die van Pleuroceras pseudoplatani maar onderscheidt zich door grote, in elkaar overlopende, bruine vlekken. Bij ernstige besmetting sterven gedeelten van het blad af en verliest de boom vroegtijdig de bladeren. De schimmel Cristulariella depraedans veroorzaakt witte-vlekkenziekte. Deze schimmel komt vooral voor op bladeren van jonge bomen met laaghangende takken. Ernstige aantasting kan vroegtijdig bladverlies tot gevolg hebben. (Wulf, A., Leonhard, S. en Schumacher, J., 2010) Anthracnose is een ziekte die veroorzaakt wordt door de schimmel Gloeosporium apocryptum, die bladweefsel aanvalt en doodt. De boom zelf is per definitie niet ernstig beschadigd. Anthracnose wordt gekarakteriseerd door de ontwikkeling van kleine vlekjes of dode gedeelten op het blad, die rond of onregelmatig zijn. De vlekken zijn bruin, paars of zwart van kleur en kunnen bij grote aantallen fuseren totdat het gehele blad is aangetast. Bij de Acer saccharum veroorzaakt de ziekte groen-bruine of rood-bruine gebieden langs of tussen de nerven van de bladeren, die vaak uitbreiden tot de bladrand. Geïnfecteerde bladeren van de Acer platanoides hebben paars tot bruin ziek weefsel langs de nerven. Bij de Japanse esdoorn wordt vooral het jonge blad aangetast, wat vaak zwart wordt en verschrompeld. (Michigan State University, 1962) Phyllosticta Spot wordt veroorzaakt door de schimmel Physllosticta minima en kan schadelijk zijn voor de Esdoorn. De ziekte komt voor op verschillende esdoornsoorten en vormt vlekken op het blad die variëren in grootte, vorm en kleur. Meestal zijn ze klein, onregelmatig rond en rood-bruin met smalle tot brede paarse randen. (Michigan State University, 1962)

1

In paragraaf 6.3.1. wordt uitvoerig besproken wat een ascomyceet inhoudt. Ook wordt de cyclus besproken.

25

6.2.2. Loot- en bastziekten Necria cinnabarina oftewel het gewoon meniezwammetje, veroorzaakt een bastziekte. Ondanks het feit dat deze schimmel ook op andere bomen voorkomt, is de Esdoorn de favoriete gastheer. De besmetting met deze ascomyceet resulteert in aanhoudende droogtestress. Hierdoor zijn de symptomen vaak verlepte takken en bastnecrose. Tijdens de winter en het voorjaar ontstaan roodachtig gekleurde sporenzakjes, ter grootte van een speldenknop, op de necrosen. Het hout krijgt vaak een groenbruine verkleuring. De Verticillium verwelkingsziekte, die veroorzaakt wordt door de schimmel Verticillium dahliae, is voor jonge bomen vaak dodelijk. Voor oudere bomen wordt deze ziekte vaak chronisch. Deze schimmel zorgt voor een ziekte in de vaatbundels, waardoor delen van de boom plotseling verwelken. De stam heeft vaak bastscheuren en is beschadigd. In de dwarsdoorsnede is een blauwgroenige verkleuring zichtbaar die zich beperkt tot één jaarring. (Wulf, A., Leonhard, S. en Schumacher, J., 2010) Verticillium albo-atrum veroorzaakt ook een verwelkingsziekte en infecteert de wortels. Vanuit de wortels verspreidt het zich verder door de stam via houtsap en infecteert het heel de kroon. Normaal gesproken dringt de ziekte binnen door wonden aan de bovenkant van de boom. De bladeren van een geïnfecteerde boom worden droog en de boom verliest het meeste van zijn gebladerte. (Michigan State University, 1962)

6.3. Rhytisma Acerinum Inktvlekkenzwam, oftewel Rhytisma acerinum behoort tot het rijk der schimmels en de familie van Rhytismataceae. Het is een pathologische schimmel (fungus) die zwarte vlekken, vaak omrand door een gele rand, op het esdoornblad veroorzaakt. Dit verschijnsel wordt ook wel inktvlekkenziekte of Tar-Spot disease (teervlekkenziekte) genoemd en is weergegeven in bijlage 5. De schimmel komt vooral voor op de soort Acer pseudoplatanus, maar komt sporadisch ook voor op Acer campestre, Acer negundo en Acer platanoides. (Smith, I.M., Dunez, J., Phillips, D.H., et al., 1988) Tar-Spot disease is een goed waarneembare ziekte die effect heeft op de Esdoorn. Inktvlekkenzwam overleeft tussen seizoenen op geïnfecteerde gevallen bladeren. In de lente spreidt de schimmel zich door middel van sporen verder uit. (Attwater, W.A., 2003) In paragraaf 6.3.2. wordt de levenscyclus van Rhytisma acerinum uitvoerig besproken. Een ernstig geïnfecteerde Esdoorn raakt eerder zijn bladeren kwijt. Vooral jonge Esdoorns raken hierdoor verzwakt. De eerste symptomen van de ziekte zijn kleine, lichte gele vlekjes. Deze symptomen ontstaan vaak half juni. De vlekken worden groter en veranderen naar een donkerdere kleur naarmate het seizoen vordert. De vlekken gaan pas echt op een teervlek lijken aan het einde van de zomer. Het oppervlakte van de vlek heeft een patroon van golvende kartels of ribbels. De schimmel die Tar Spot disease veroorzaakt, overwintert op de bladeren, die van de bomen zijn afgevallen. (Cornell University, 2010) De ziekte komt voor in Noord-Amerika en Europa, en is minder frequent in de stad of op industriegebieden. (Weber. R.W.S. en Webster, J., 2002) 6.3.1. Rhytisma acerinum; een ascomyceet De schimmel Rhytisma acerinum valt onder de ascomyceten (Leith, I.D. en Fowler, D., 1987). Ascomyceten worden ook wel zakjeszwammen genoemd en vormen sporen die lijken op kleine zakvormige structuren. (Snedden, R. 2009) Het kenmerk van ascomyceten is de seksuele productie van sporen in asci (sporenzakjes, enkelvoud: ascus). Hier is ook de naam ‘zakjeszwam’ van afgeleid. Bij de meeste ascomyceten worden de seksuele stadia gedragen in vruchtlichamen, ook wel ascocarps genoemd. Deze vruchtlichamen kunnen sterk variëren in grootte. De sporenvormende asci worden gevonden in de ascocarps. Ascomyceten behoren tot de meest verwoestende plantpathogenen. Veel van deze schimmels leven tussen mesophyle cellen (cellen die zorgen voor de fotosynthese) in het blad. Ascomyceten reproduceren naast seksueel ook aseksueel, door enorme hoeveelheden aseksuele sporen te produceren. Deze sporen worden conidia genoemd (enkelvoud: conidium). Conidia worden gevormd in de uiteinden van gespecialiseerde schimmeldraden,

26

de conidioforen. Vaak produceren zij zich in clusters van lange ketens, waaruit zij kunnen worden verspreid door de wind. Conidia kunnen ook betrokken zijn bij de seksuele voortplanting. Ze versmelten dan met hyfen (schimmeldraden) van een mycelium (netwerk van schimmeldraden) van een ander paringstype. De samensmelting van twee verschillende paringstypen wordt gevolgd door plasmogamie (een stadium waarbij twee oudere mycelia samensmelten zonder een fusie van kernen). De mannelijke kernen van het antheridium (mannelijke geslachtsorgaan) dringen het vrouwelijke geslachtsorgaan (ascogonium) binnen via de trichogyne, een uitloper van het ascogonium (Simmons, K. 2006). Plasmogamie resulteert in de vorming van dikaryote cellen, welke twee haploïde kernen bevatten van beide ouders. De cellen aan de uiteinden van deze dikaryote hyfen, ontwikkelen zich in vele asci. Binnen elke ascus worden de twee haploïde kernen door middel van karyogamie samengebracht. De twee kernen bevinden zich wel in dezelfde cel, maar zijn nog niet samengesmolten. Karyogamie resulteert in de samensmelting van de kernen en de formatie van een diploïde kern (met twee paar chromosomen van elke ouder). Door middel van meisose worden vier genetisch verschillende kernen gevormd. Met als gevolg een deling met behulp van mitose, wat resulteert in acht ascosporen. De ontstane ascosporen worden uit het ascocarp geloosd. (Campbell, N.A., et al., 2008) Het ontstaan van het mycelium start met de ontkieming van ascosporen. Ascus wordt op hetzelfde mycelium gevormd als conidia. In figuur 6.3. wordt de algemene levenscyclus van ascomyceten weergegeven. De specifieke levenscyclus van Rhytisma acerinum wordt besproken in paragraaf 6.3.2.

Figuur 6.3. Algemene levenscyclus ascomyceten.

6.3.2. Levenscyclus van Rhytisma Acerinum In figuur 6.4. wordt de levenscyclus van Rhytisma acerinum schematisch en stapsgewijs weergegeven. Tijdens het voorjaar worden jonge bladeren van de Esdoorn geïnfecteerd door de ontkieming van staafvormige ‘ascosporen’, die door de huidmondjes van het blad binnendringen (1). Ascosporen zijn microscopisch kleine sporen die tijdens de winter overwinteren op dode, afgevallen bladeren. Ascosporen ontwikkelen zich in een ascus, dat specifiek is voor ascomyceten. Er ontstaat een mycelium dat de mesophyle cellen binnendringt en zich vooral verspreidt over de buitenste laag cellen van het bladoppervlak

27

(het epidermis). Hier wordt het stroma geproduceerd (2). Een stroma is een dichte schimmelmassa die bestaat uit vegetatieve netwerken van hyfen, aan de bovenkant is het bedekt met een zwarte rubberachtige stof die wordt afgegeven door de schimmel. Stroma verschijnt als teervlekken, die bestaan uit gecementeerde hyfen en resten van gastheercellen. Deze vegetatieve fase duurt zes tot acht weken (Leith, I.D. en Fowler, D., 1987). Gedurende de zomer worden er binnen het stroma in groten getale staafvormige microconidia gevormd, wat resulteert in bubbelachtige uitstulpingen (3,4). Doordat de microconidia niet ontkiemen wordt aangenomen dat zij spermatia (niet beweeglijke zaadcellen) produceren. Echter, het proces van bevruchting is nog niet waargenomen (5). Als de vorming van spermatia is voltooid, ontstaan er in dezelfde stroma initialen van vruchtlichamen (6). De initialen bestaan uit meerkernige ascogonium en een compacte trichogyne (7). In het ascogonium worden de vrouwelijke geslachtscellen (eicellen) geproduceerd. Het trichogyne is de draadvormige uitgroei van het ascogonium, waarlangs de mannelijke geslachtscellen het ascogonium binnendringen. Het is niet bekend of de trichogyne in contact komt met de spermatia. Na de komst van een kern van het trichogyne, geeft het vrouwelijke geslachtsorgaan in ieder geval aanleiding tot het maken van het apothecium (een komvormige structuur), (8) waarin de asci zich bevinden, waartussen zich parafysen bevinden (9). Parafysen zijn steriele, draadvormige cellen tussen sporen. Dit proces gaat in de afgevallen bladeren heel langzaam en is niet volledig tot het volgende voorjaar, wanneer de jonge esdoornbladeren zich openen. In het oppervlak van het stroma ontstaan breuken, waardoor elke ascus acht staafvormige sporen uitwerpt over een korte afstand. Deze uitgeworpen sporen worden vervolgens verder verspreidt door de wind (10,1). Bij Rhytisma komt geen aseksuele cyclus voor. (Esser, K. 1982)

Figuur 6.4. Schematische weergave van de levenscyclus van Rhytisma acerinum.

28

6.4. Fenologie van bladval in de herfst Fenologie is de leer van verschijnselen. Een boom beschermt zichzelf tegen uitdroging door de bladeren te laten vallen. Bomen raken vocht kwijt via de huidmondjes in het blad. Doordat water in de bodem in de herfst en in de winter bevroren kan zijn, kan de boom minder water opnemen door de wortels en verdampt er meer water via de huidmondjes van het blad. Wortels nemen bij lage temperaturen moeilijker water op uit de bodem. Het verdampen van water via de huidmondjes is minder afhankelijk van de temperatuur. Doordat de verdamping via de huidmondjes van de bladeren in deze seizoenen groter is dan de wateropname door de wortels, moet de boom het blad laten vallen om zichzelf te beschermen tegen uitdroging. Daglengte is een factor die bij de tijd van bladval een zeer belangrijke rol speelt. De daglengte is van invloed op de productie van een aantal plantenhormonen. Het hormoon auxine wordt door de boom in de bladeren aangemaakt en stoort de vorming van een kurklaagje, wat ook wel scheurweefsel wordt genoemd, tussen blad en steel. Het kurklaagje, wat onder invloed van het hormoon abscisinezuur wordt ontwikkeld, zorgt ervoor dat de boom niet uitdroogt en dat bladeren gaan vallen. Abscisinezuur is een hormoon dat gevormd wordt door de afbraak van carotenoïden in bladgroenkorrels van vooral oudere bladeren. Niet alleen daglengte speelt een rol bij de productie van auxine. Temperatuur is namelijk ook een belangrijke factor van bladval. Hoe lager de temperatuur, hoe minder auxine er wordt aangemaakt. In de herfst nemen zowel daglengte als temperatuur af waardoor de productie van auxine wordt geremd. Het gevolg is dat de productie van het kurklaagje door abscisinezuur minder wordt tegengegaan. Het blad valt af op het moment dat het kurklaagje zich heeft gevormd. Dit komt omdat alleen de nerven nog in directe verbinding staan tussen bladsteel en tak. Doordat deze verbinding te zwak is om het blad te dragen, breekt het blad af en valt het naar beneden. Dit proces wordt vaak versneld door wind of regen. (De Natuurkalender; het fenologisch waarnemersnetwerk van Nederland, 2011)

6.5. De Esdoorn en Atypische Myopathie Dieren, vooral vee en paarden, zijn het meest gevoelig om een degeneratieve spieraandoening te ontwikkelen door het innemen van toxines. Mycotoxines (gifstoffen die vooral spieren aantasten) kunnen voorkomen op planten en bomen in weilanden of plantenresten. De klinische verschijnselen zijn zwakheid, wat vaak resulteert in het gaan liggen. Ook worden de concentraties van spierenzymen matig tot ernstig verhoogd. De diagnose kan gesteld worden aan de hand van de maaginhoud of de detectie van toxische stoffen in de lever. (McGavin, M.D., 2007) Zoals in paragraaf 4.2 van hoofdstuk 4 is besproken, is er een mogelijk verband met het innemen van een door Rhytisma acerium geïnfecteerd esdoornblad (vaak Acer pseudoplatanus). (Kolk, J.H. van der, et al., 2010) Acer rubrum is voor vele paardeneigenaren zorgelijk. Het innemen van A. rubrum zorgt ervoor dat de methemoglobineproductie toeneemt. Door de opname van toxines ontstaat deze afwijkende vorm van hemoglobine (Klaver, P., 2008). Methemoglobine kan, in tegenstelling tot hemoglobine, geen zuurstof vervoeren naar de cellen. Een vergiftiging door A. rubrum kan hierdoor verantwoordelijk zijn voor het ontstaan van acute haemolyse (bloedarmoede). (Boyer, J.D., et al., 2001; Blood, D.C., en Radostits, O.M., 1989) Ondanks het feit dat Atypische Myopathie niet besmettelijk is, kan er toch een uitbraak plaatsvinden. Een ‘uitbraak’ van Atypische Myopathie kan te maken hebben met de uitbraak van Tar-Spot disease. Uitbraken van deze boomziekte komen niet vaak voor, maar vinden vooral plaats tijdens natte jaren (Patridge, J.E., 2008). De rol die het esdoornblad mogelijk bij Atypische Myopathie speelt, is dat de schimmel die zich op dit blad bevindt in het paardenlichaam terecht komt. Hoe deze schimmel zich in het paardenlichaam manifesteert is niet bekend (Kolk, J.H., van der, 2011). Hier zal nog meer onderzoek naar gedaan moeten worden. Canadese onderzoekers hebben aangetoond dat de schimmel Rhytisma acerinum extreem gevoelig is voor luchtverontreiniging. Sommige wetenschappers geloven dat het toenemende aantal van deze schimmel te maken heeft met de betere luchtkwaliteit en verminderde zure regen in de laatste jaren. (Hsiang, T., Tian, L.X., en Sopher, C., 2009)

29

6.6. Atypische Myopathie en Rhytisma acerinum in Amerika Atypische Myopathie heeft zich de laatste jaren uitgebreid in verschillende delen van Europa. De ziekte is aangetoond in onder andere Oostenrijk, België, Engeland, Frankrijk, Duitsland, Italië, Luxemburg, Schotland, Nederland en Zwitserland. Er is nog niet veel onderzoek gedaan in de Verenigde Staten van Amerika en AM is hier nog niet definitief aangetoond, maar er is een met de Europese paarden vergelijkbare seizoensgebonden myopathie aangetroffen in Noord-Amerika. (Votion, D-M., Linden, A., Delguste, C., et al., 2008) Een uitbraak van myoglobinuria, waarvan de details zeer in overeenstemming zijn met AM, is in de Verenigde Staten van Amerika voor het eerst waargenomen in 1966 door Titschler en Miles. De meest recente vergelijkbare myopathie is aangetroffen in de staat Minnesota, wat in Noord-Amerika ligt en in het noorden grenst aan Canada. (Votion, D-M., en Serteyn, D., 2008) Er wordt in dit onderzoek meer ingegaan op het verband tussen Atypische Myopathie en de schimmel Rhytisma Acerinum. Om een beeld te krijgen van deze schimmel in Amerika, moet eerst een situatieschets gegeven worden van de voorkomende esdoornsoorten in de Verenigde Staten van Amerika. In de figuren van bijlage 6 wordt de verspreiding van Acer pseudoplatanus, Acer campestre, Acer platanoides en Acer negundo weergegeven. Tar-Spot disease is de laatste vijftien jaar een steeds meer voorkomende ziekte in het oosten van Noord-Amerika. Rhytisma acerinum is geïntroduceerd vanuit Europa en veroorzaakt problemen op soorten als A. pseudoplatanus en A. platanoides. Terwijl de Europese schimmel Rhytisma acerinum voorkomt op de Europese Esdoorns in NoordAmerika, is Rhytisma americanum, een soort die sterk lijkt op de Europese Rhytisma- soort, aangetoond op de in Amerika inheemse Rode en Zilver esdoorns. Uit DNA-onderzoek door onderzoekers van de Cornell University bleek dat de Rhytisma voorkomend op Europese soorten genetisch verschillend is van de Rhytisma voorkomend op in Amerika inheemse soorten. Dit was het eerste bewijs van onderscheid tussen de soorten op basis van volledige DNA-sequentie. (Hsiang, T., Tian, L.X., en Sopher, C., 2009) Op de figuren van bijlage 6 is te zien dat de Amerikaanse soort veel meer aanwezig is dan de Europese esdoornsoorten. Met deze gegevens kan de aanname gemaakt worden, mits aangenomen wordt dat Rhytisma acerinum veroorzaker is van AM, dat Atypische Myopathie minder of zelfs niet voorkomt in de Verenigde Staten van Amerika, omdat de schimmel die zich hier op de Esdoorns bevindt genetisch anders is dan de Europese schimmel. Daarnaast is door onderzoek van onder andere J.M. Adams (2008) aangetoond dat het totale aantal bladherbivoren op A. platanoides in Europa 3,5 keer hoger is dan in Noord-Amerika en dat de totale schade veroorzaakt door schimmels (als Rhytisma- soorten) in Noord-Amerika 2,5 keer lager is dan in Europa. Dit kan ook een oorzaak zijn dat Atypische Myopathie in NoordAmerika niet of nauwelijks voorkomt.

30

7. Resultaten In dit hoofdstuk worden de resultaten van het onderzoek onder paardeneigenaren weergegeven. Deze resultaten zijn verkregen door middel van telefoongesprekken. Er is gekeken naar de plaatsen waar Atypische Myopathie voorkomt en naar de relatie tot esdoornbladeren.

7.1. Atypische Myopathie in Nederland In deze paragraaf wordt aangegeven waar de gevallen van Atypische Myopathie in Nederland zich bevinden. Daarnaast wordt de medische geschiedenis van de paarden besproken. In totaal gaat het om een onderzoeksgroep van 59 paarden, die allen Atypische Myopathie hebben gehad of sterke verschijnselen van Atypische Myopathie vertoonden. De onderzoeksgroep bestaat uit Atypische Myopathie patienten uit 2004 tot en met 2010, namelijk 15 paarden in 2010, 36 paarden in 2009, 1 paard in 2008, 4 paarden in 2006, 1 paard in 2005 en 2 paarden in 2004. Elk jaar is AM voornamelijk in het najaar opgetreden. Tabel 7.1: Geconstateerde gevallen van Atypische Myopathie in aantallen weergegeven per provincie Provincie Limburg NoordZeeland Zuid-Holland Utrecht Friesland Brabant Aantal gevallen Atypische 9 1 0 0 4 11 Myopathie Aantal gevallen 15,25 1,69 0 0 6,78 18,64 in procenten (%) Provincie Aantal gevallen Atypische Myopathie Aantal gevallen in procenten (%)

Gelderland

NoordHolland

Flevoland

Overijssel

Drenthe

Groningen

9

8

2

1

4

10

15,25

13,56

3,39

1,69

6,78

16,95

In tabel 7.1. is het aantal geconstateerde gevallen van Atypische Myopathie per provincie overzichtelijk weergegeven. Opvallend is dat Atypische Myopathie vooral geconstateerd is in de Noordelijke provincies. In de provincie Friesland zijn de meeste gevallen van AM geconstateerd, namelijk 11 gevallen. Wanneer er wordt vergeleken met de literatuur blijkt dat in de provincies waar AM is gevonden ook verschillende Europese esdoornsoorten aanwezig zijn. Acer campestre is een boom die vooral gevonden wordt in Gelderland. In Gelderland zijn meerdere gevallen (9) van Atypische Myopathie geconstateerd. Ook de provincie Limburg bevat populaties esdoornbomen. In deze provincie zijn ook 9 gevallen van Atypische Myopathie geconstateerd. Uit de resultaten van het telefonisch onderzoek onder paardeneigenaren kan worden opgemaakt dat Atypische Myopathie het meest voorkomt in de provincies Friesland (11), Groningen (10), Limburg (9), Gelderland (9) en Noord-Holland (8). Opvallend is dat in de provincies Zeeland en Zuid-Holland helemaal geen gevallen van Atypische Myopathie zijn gevonden. In Noord-Brabant en Overijssel is bij slechts één paard de diagnose Atypische Myopathie gesteld. In figuur 7.1. is weergegeven waar de gevallen van Atypische Myopathie zich bevinden. Alle paarden uit het onderzoek waren gezond en beschikten over een goede lichaamsconditie. De meeste paarden, namelijk 27 paarden, hadden een leeftijd van ≤ 3 jaar (46%). 22 paarden (37%) bevonden zich in de leeftijdscategorie van 4 tot en met 10 jaar en 10 paarden (17%) hadden een leeftijd van > 10 jaar. De gemiddelde leeftijd was 5,4 jaar. De standaarddeviatie is 4,04 (sd = 4,04). 59% van de paarden was van het vrouwelijke geslacht,

31

41% van het mannelijke geslacht. De paarden waren van verschillende rassen, echter opvallend was dat de meerderheid van de paarden koudbloedig is.

Figuur 7.1.: Atypische Myopathie voorkomend in provincies. Grootte van de stip is afhankelijk van het aantal geconstateerde gevallen. Hoe groter de stip, hoe meer AM- gevallen.

7.2. Atypische Myopathie in relatie tot esdoornbladeren In deze paragraaf wordt weergegeven in hoeveel procent van de gevallen van Atypische Myopathie in Nederland esdoornbomen in of in de buurt van de weide aanwezig waren. Daarnaast wordt weergegeven in hoeveel procent van deze gevallen een schimmel aangetroffen is. Tabel 7.2.: Aantal gevallen van Atypische Myopathie in relatie tot de Esdoorn Esdoorn Ja Nee Waarschijnlijk

Aantal gevallen Aantal gevallen in procenten (%)

47 79,66

0 0

4 6,78

Onbekend, bomen in de buurt

8 13,56

In tabel 7.2. is af te lezen dat in 47 van de 59 gevallen (80%) een Esdoorn aanwezig was in of in de buurt van de weide. Hierin wordt geen onderscheid gemaakt in het soort Esdoorn. In geen van de gevallen is geen Esdoorn aangetroffen, in 4 gevallen (7%) staat waarschijnlijk een Esdoorn in de buurt en in 8 gevallen (13%) is het onbekend of er een Esdoorn aanwezig was in of in de buurt van de weide. In elke provincie waar paarden met Atypische Myopathie zijn geconstateerd is een Esdoorn aangetroffen, behalve in de provincie Overijssel, hier zijn wel bomen rond de weide aangetroffen, maar het is niet bekend of het een Esdoorn betreft. In figuur 7.2. is per provincie weergegeven waar in ieder geval Esdoorns zijn gevonden bij Atypische Myopathie.

32

Tabel 7.3.: Aantal gevallen waarbij inktvlekkenziekte is aangetoond op de Esdoorn Schimmel Ja, zwarte vlekken Nee Waarschijnlijk aangetroffen Aantal gevallen 13 0 14 Aantal gevallen 27,66 0 29,79 in procenten (%)

Onbekend

20 42,55

In tabel 7.3. is het aantal gevallen weergegeven, waarbij op de Esdoorn Tar – Spot disease is aangetoond. In 13 van de 47 gevallen (28%) is met zekerheid te zeggen dat er zwarte teervlekken op het esdoornblad zijn aangetoond. In geen van de gevallen zijn geen zwarte vlekken aangetoond en in 30 procent van de gevallen zijn er waarschijnlijk zwarte vlekken op het esdoornblad aanwezig. Bij 42 procent is het onbekend of er zwarte vlekken op het blad aanwezig waren. In figuur 7.2. is weergegeven waar in Nederland Esdoorns zijn aangetoond in of in de buurt van de weide van paarden met Atypische Myopathie en waar inderdaad een schimmel op de esdoornbladeren aanwezig was.

Figuur 7.2.: Plaatsen waar Esdoorns (met schimmels) zijn gevonden bij Atypische Myopathie weergegeven per provincie

Zoals in figuur 7.2. te zien is, is er in zes van de tien provincies waar Atypische Myopathie is geconstateerd een esdoornboom aanwezig met daarop de schimmel, die de duidelijk herkenbare zwarte vlekken op het blad veroorzaakt. Daarnaast is het in veel gevallen waarschijnlijk dat er zwarte vlekken op het esdoornblad gezeten hebben. In deze gevallen moet er tijdens de volgende bladval extra gelet worden op de aanwezigheid van zwarte vlekken. Aangezien Atypische Myopathie hoogstwaarschijnlijk wordt veroorzaakt door de schimmel op het esdoornblad, wordt geadviseerd de bladeren uit de weide te verwijderen en de paarden in de periode van bladval eventueel op stal te houden. Het kappen van bomen is niet nodig.

33

8. Discussie Uit dit onderzoek met een onderzoeksgroep van 59 paarden is gebleken dat 46 procent van de gevallen met Atypische Myopathie een leeftijd had onder de drie jaar. 37 procent was tussen de vier en tien jaar en 17 procent was ouder dan tien jaar. De resultaten uit dit onderzoek zijn in overeenstemming met de literatuur. Uit dit onderzoek is gebleken dat vooral bij jonge paarden Atypische Myopathie wordt geconstateerd. Dit wordt ook beschreven in de onderzoeken van Votion (2008) en van Galen (2008). Uit het onderzoek is gebleken dat veel verschillende rassen door Atypische Myopathie zijn getroffen. Vergeleken met de literatuur klopt dit gegeven. Votion (2008) beschrijft dat er geen uitgesproken beschermende factor is geassocieerd met verschillende rassen. Echter, het is in dit onderzoek naar Equine Atypical Myopathy opvallend dat het merendeel uit deze onderzoeksgroep koudbloedige rassen blijkt te zijn. De overigen zijn warmbloedige rassen. In de literatuur is niks teruggevonden over de kans die koud-of warmbloedige rassen hebben om Atypische Myopathie te krijgen. Hier zal dus meer onderzoek naar gedaan moeten worden. In de literatuur wordt beschreven dat het geslacht geen directe invloed heeft op de kans tot het ontwikkelen van Atypische Myopathie. Echter, Votion (2008) beschrijft wel dat over het algemeen meer merries met Atypische Myopathie worden aangetroffen dan hengsten of ruinen. Volgens Votion (2008) heeft dit te maken met het feit dat merries en veulens over het algemeen vaker het gehele jaar door op een weiland worden gehuisvest. Deze gegevens zijn in overeenstemming met de resultaten uit dit onderzoek. Uit dit onderzoek is namelijk gebleken dat de meerderheid, namelijk 59%, van het vrouwelijke geslacht was. De plaatsen waar Esdoorns zijn gevonden, zijn in overeenstemming met de gegevens uit de literatuur. Volgens Maes (2006) komt de Noorse esdoorn veel voor in de buurt van de SintPietersberg in Limburg en zijn er populaties te vinden van de Veldesdoorn in Gelderland, Noord-Brabant en Limburg. Ook beschrijft Maes (2006) dat de Gewone esdoorn op verschillende plaatsen in Nederland te vinden is, vooral in het Geuldal (Limburg). Op de hiervoor genoemde esdoornsoorten komt ook de schimmel Rhytisma acerinum voor. De meeste gevallen van Atypische Myopathie uit dit onderzoek hebben zich in het najaar voorgedaan. Dit is ook het jaargetijde waarin de zwarte teervlekken goed duidelijk zichtbaar zijn op het afgevallen blad. Dat de cyclus van Atypische Myopathie niet duidelijk is, heeft mogelijk te maken met de veranderde tijd van bladval. De Natuurkalender; het fenologisch waarnemersnetwerk van Nederland (2011) beschrijft dat de tijd van bladval afhankelijk is van de factoren temperatuur en daglengte. Daarnaast vallen de bladeren het ene jaar geheel binnen twee weken en duurt het het andere jaar wellicht wel vijf weken. Dit zijn mogelijke redenen waarom Atypische Myopathie het ene jaar wel en het andere jaar niet voorkomt. Dit is slechts een hypothese. Om dit te bevestigen, zou er meer onderzoek gedaan moeten worden. Om te onderzoeken of Atypische Myopathie veroorzaakt wordt door inkvlekkenziekte op esdoornbladeren, dient er naast dit onderzoek ook in andere Europese landen waar Atypische Myopathie zich heeft voorgedaan onderzoek gedaan te worden naar het mogelijke verband met de Esdoorn. Om wetenschappelijk aan te tonen dat de schimmel Rhytisma acerinum op het esdoornblad de daadwerkelijke veroorzaker is van Atypische Myopathie, dient meer onderzoek gedaan te worden. Allereerst dient te worden onderzocht hoe de schimmel zich in het paardenlichaam manifesteert. Daarnaast dient te worden onderzocht wanneer de schimmel zich precies op de bladeren bevindt en vanaf welk stadium dit schadelijk is voor paarden. Verder moet er elk jaar bijgehouden worden wanneer de esdoornbladeren beginnen te vallen. Bij elk geconstateerd geval van Atypische Myopathie dienen bladeren te worden verzameld en onderzocht. Er dient te worden gekeken naar het soort Esdoorn en de aanwezigheid van de schimmel.

34

9. Conclusie Uit het onderzoek naar ‘Equine Atypical Myopathy’ is de hoofdzaak die mogelijk in verband kan worden gebracht met deze ernstige spierziekte naar voren gekomen. Atypische Myopathie is de laatste jaren sterk toegenomen. Dit is bevestigd met dit onderzoek. Daarnaast is uit het onderzoek naar voren gekomen dat ras, geslacht en leeftijd inderdaad niet in direct verband staan met het ontstaan van Atypische Myopathie. Opvallend is wel dat meer jonge paarden de spierziekte ontwikkelen en dat het merendeel uit merries bestaat. Echter, in dit onderzoek is nogmaals bevestigd dat oudere paarden en paarden van het mannelijke geslacht ook Atypische Myopathie kunnen krijgen. De gevonden gegevens wat betreft leeftijd, geslacht en ras zijn allen in overeenstemming met de literatuur. Echter, het is wel opgevallen dat er meer koudbloedige rassen bij de aandoening zijn betrokken. Hier zal nog extra onderzoek naar gedaan moeten worden. De hoofdvraag: ‘Hoe is aan te tonen dat het krijgen van Atypische Myopathie in verband staat met het consumeren van (door schimmels besmette) esdoornbladeren?’ is met dit onderzoek beantwoordt. Uit dit onderzoek is gebleken dat in een grote meerderheid van de gevallen waarbij Atypische Myopathie is geconstateerd, daadwerkelijk een Esdoorn aanwezig was. Hierbij is in bijna éénderde van de gevallen aangetoond dat het blad besmet was met een schimmel die zwarte teervlekken op het blad veroorzaakt. Om echt wetenschappelijk aan te tonen dat Atypische Myopathie veroorzaakt wordt door de schimmel Rhytisma acerinum dient meer onderzoek gedaan te worden. Er dient te worden onderzocht hoe de schimmel zich precies in het paardenlichaam manifesteert en of de schimmel in alle (toekomstige) gevallen van paarden met Atypische Myopathie aanwezig is op het gevonden esdoornblad. Wel is met dit onderzoek aangetoond dat de kans dat Rhytisma acerinum de veroorzaker van Atypische Myopathie is, zeer groot is.

35

Bronnenlijst -

Adams, J.M., Fang, W., Callaway, R.M., Cipollini, D., Newell, E. en Translantic Acer platanoides Invasion Network (TRAIN). (2008) ‘A cross-continental test of the Enemy Release Hypothesis: leaf herbivory on Acer platanoides (L.) is three times lower in North America than in its native Europe’. Biol Invasions, 2008.

-

Attwater, W.A. (2003). ‘Tar spot of maple’ Website. [www-document]. . Geraadpleegd: 21 december 2010.

-

Blood, D.C., en Radostits, O.M. (1989) ‘Veterinary Medicine; A Textbook of the Diseases of Cattle, Sheep, Pigs, Goats % Horses’. 7e druk. London: Baillière Tindall.

-

Boyer, J.D., Breeden, D.C. en Brown, D.L. (2001) ‘Isolation, identification, and characterization of compounds from Acer rubrum capable of oxidizing equine erythrocytes’. AJVR, 4, p. 604-610.

-

Campbell, N.A., Reece, J.B., Urry, L.A., Cain, M.L., Wasserman, S.A., Minorsky, P.V. en Jackson, R.B. (2008) ‘Biology’. 8e druk. San Fransisco: Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings.

-

Cassart, D., Baise, E., Cherel, Y., Delguste, C., Antoine, N., Votion, D-M., Amory, H., Rollin, F., Linden, A., Goignoul, F. en Desmecht, D. (2007) ‘Morphological alterations in oxidative muscles and mitochondrial structure associated with equine atypical myopathy’. Equine Veterinary Journal, 39, p. 26-32.

-

Coombes, A.J. (1992) ‘Bomen; meer dan 500 soorten uit de hele wereld’. 3e druk. Baarn: Trion Natuur Handboeken.

-

Cornell University. (2010) ‘Tar spots’ Website. [www-document]. . Geraadpleegd: 21 december 2010.

-

De Natuurkalender; het fenologisch waarnemersnetwerk van Nederland. (2011) ‘Achtergrondinformatie planten’ Website. [www-document]. . Geraadpleegd: 31 januari 2011.

-

Esser, K. (1982) ‘Cryptogams: cyanobacteria, algae, fungi, lichens: textbook and practical guide’. 1e druk. Cambridge: Cambridge University Press.

-

Esveld, C. (2010) Persoonlijke mededeling. 20 december 2010.

-

Faculteit Diergeneeskunde Universiteit Utrecht. (2009) ‘Atypische myopathie’. PaardenSport, 12, p. 2-3.

-

Frape, D. (1998) ‘Equine nutrition & feeding’. 2e druk. Oxford: Blackwell Science.

-

Galen, G. van, Serteyn, D., Amory, H. en Votion, D-M. (2008) ‘Atypical myopathy: New insights into the pathophysiology, prevention and management of the condition’. Equine Veterinary Education, 20, p. 234 - 238.

36

-

Hallebeek, J.M. (2002). ‘Dietary control of equine plasma triacylglycerols’. Proefschrift Universiteit Utrecht.

-

Hecker, U. (2001). ‘Bomen en struiken’. 1e druk. Baarn: Trion Natuur.

-

Hsiang, T., Tian, L.X., en Sopher, C. (2009) ‘Non-native hosts and control of Rhytisma acerinum causing tar spot of maple’. SDU Faculty of Forestry Journal, Serial A, p. 189 - 193.

-

Jansen, W.L. (2001) ‘Fat intake and apperent digestibility of fibre in horses and ponies’. Proefschrift Universiteit Utrecht.

-

Klaver, P. (2008) ‘Zakwoordenboek van de Diergeneeskunde’. 2e druk. Doetinchem: Elsevier Gezondheidszorg.

-

Kolk, J.H. van der, (2011) Persoonlijke mededeling. 10 januari 2011.

-

Kolk, J.H. van der, Wijnberg, I.D., Westermann, C.M., Dorland, L., de Sain-van der Velden, M.G.M., Kranenburg, L.C., Duran, M., Dijkstra, J.A., Lugt, J.J. van der., Wanders, R.J.A. en Gruys, E. (2010). ‘Equine acquired multiple acyl-CoA dehydrogenase deficiency (MADD) in 14 horses associated with ingestion of Maple leaves (Acer pseudoplatanus) covered with European tar spot (Rhytisma acerium)’. Molecular Genetics and Metabolism, 101, p. 289-291.

-

Leith, I.D. en Fowler, D. (1987) ‘Urban distribution of Rhytisma acerinum (pers.) Fries (tar spot) on sycamore’. New Phytol. 108, p. 175-181.

-

Maes, B. (2006) ‘Inheemse bomen en struiken in Nederland en Vlaanderen; herkenning, verspreiding, geschiedenis en gebruik’. 1e druk. Amsterdam: Uitgeverij Boom.

-

McDonald, P., Edwards, R.A., Greenhalgh, J.F.D. en Morgan, C.A. (2002) ‘Animal Nutrition’. 6e druk. Essex: Pearson Education Limited.

-

McGavin, M.D. (2007) ‘Pathologic Basis of Veterinary Disease’. 4e druk. Missouri: Mosby Elsevier inc.

-

Meyer, H. (1992) ‘Energie-, Nährstoff- und Ballastbedarf’. In: Pferdefütterung. Ed. Paul Parey, Berlin und Hamburg, pp: 45-81.

-

Michigan State University. (1962). ‘Maple diseases and their control’. Home and Garden Bulletin. No. 81, p. 3-7.

-

Murray, R.K., Granner, D.K., Mayes, P.A. en Rodwell, V.W. (1999) ‘Harper’s Biochemistry’. 25e druk. United States of America: McGraw-Hill Companies.

-

Patridge, J.E. (2008) ‘Tar Spot of Maple’. [www-document]. . Geraadpleegd: 11 januari 2011.

-

Simmons, K. (2006) ‘The Kingdom of fungi’. Website. [www-document]. < http://kentsimmons.uwinnipeg.ca/16cm05/1116/16fungi.htm>. Geraadpleegd: 4 januari 2011.

37

-

Smith, I.M., Dunez, J., Phillips, D.H., et al. (1988) ‘European Handbook of Plant Diseases’. 1e druk. Europe: Wiley-Blackwell Publishers.

-

Snedden, R. (2009) ‘Schimmels’. 1e druk. Etten-Leur: Ars Scribendi Uitgeverij.

-

Van den Berk boomkwekerijen. (2004) ‘Van den Berk over bomen’. 2e druk. SintOedenrode: Boomkwekerij Gebr. Van den Berk B.V.

-

Votion, D-M. en D. Serteyn. (2008). ‘Equine atypical myopathy : A review’. The Veterinary Journal.

-

Votion, D-M., Linden, A., Delguste, C., Amory, H., Thiry, E., Engels, P., Galen, G. van, Navet, R., Sluse, F., Serteyn, D. en Saegerman, C. (2008) ‘Atypical myopathy in grazing horses: A first exploratory data analysis’. The Veterinary Journal.

-

Weber, R.W.S. en Webster, J. (2002). ‘Teaching techniques for mycology: 18. Rhytisma Acerinum, cause of tar-spot disease of sycamore leaves’. Mycologist, Volume 16, Part 3, p. 120-123.

-

Westermann, C.M., Dorland, L., Votion, D-M., de Sain-van der Velden, M.G.M., Wijnberg, I.D., Wanders, R.J.A., Spliet, W.G.M., Testerink, N., Berger, R., Ruiter, J.P.N. en van der Kolk, J.H. (2007) ‘Aquired multiple Acyl-CoA dehydrogenase deficiency in 10 horses with atypical myopathy’. Elsevier.

-

Wikipedia. (2010) ‘Esdoorn’ Website. [www-document]. < http://nl.wikipedia.org/wiki/Esdoorn>. Geraadpleegd: 20 december 2010.

-

Wulf, A., Leonhard, S. en Schumacher, J. (2010) ‘Door schimmels veroorzaakte ziekten bij de gewone esdoorn’. Boomzorg, p. 66-69.

38

Bijlage 1: Spierstelsel van het paard

39

Bijlage 2: Bouw van een skeletspier

40

Bijlage 3: Schematische weergave citroenzuurcyclus

41

Bijlage 4: Esdoorns

Figuur 4.1.: Acer campestre

Figuur 4.2. Acer platanoides

Figuur 4.3. Acer pseudoplatanus

42

Bijlage 5: Tar-Spot disease

43

Bijlage 6: Verspreiding Esdoorns in Amerika

Figuur 6.1. Verenigde Staten van Amerika

Figuur 6.1. Verspreiding A. pseudoplatanus in Noord- Amerika en Canada

Figuur 6.2. Verspreiding A. campestre in Noord-Amerika en Canada

Figuur 6.3. Verspreiding A. platanoides in Noord- Amerika en Canada

Figuur 6.4. Verspreiding A. negundo in Noord- Amerika en Canada

44