Role genetiky a výživy při výskytu epilepsie u psů z pohledu nutrigenomiky

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav morfologie, fyziologie a genetiky zvířat

Role genetiky a výživy při výskytu epilepsie u psů z pohledu nutrigenomiky Bakalářská práce

Vedoucí práce:

Vypracovala:

doc. Ing. Tomáš Urban, Ph.D.

Marieta Staroveská

Brno 2014

Tímto bych chtěla poděkovat mému vedoucímu práce panu doc. Ing. Tomáši Urbanovi, Ph.D. za jeho věcné připomínky a pomoc při vytváření této bakalářské práce.

Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem tuto práci: Role genetiky a výživy při výskytu epilepsie u psů z pohledu nutrigenomiky vypracovala samostatně a veškeré použité prameny a informace jsou uvedeny v seznamu použité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s § 47b zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách ve znění pozdějších předpisů, a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací. Jsem si vědoma, že se na moji práci vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., autorský zákon, a že Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a užití této práce jako školního díla podle § 60 odst. 1 Autorského zákona. Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití díla jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity, a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to až do jejich skutečné výše.

V Brně dne 28. dubna 2014

_______________________

Abstract The text is describing idiopathic (primary) epilepsy of dogs, it‘s history, characteristics, symptoms, and the genetic research of this disease and the recommended diet for epileptics. Keywords Canine epilepsy, idiopathic epilepsy, primary epilepsy, gene, dog nutrition, vitamins, minerals, enzymes, proteins.

Abstrakt V textu je popsána idiopatická (primární) epilepsie psů, její historie, charakteristika, příznaky a v neposlední řadě i genetický výzkum tohoto onemocnění a doporučená strava pro epileptiky. Klíčová slova Epilepsie psů, idiopatická epilepsie, primární epilepsie, gen, výživa psů, vitamíny, minerály, enzymy, bílkoviny.

Obsah 1

ÚVOD ........................................................................................................................................... 7

2

CÍL PRÁCE ................................................................................................................................. 8

3

ZÁKLADNÍ GENETICKÉ PRINCIPY .................................................................................... 9

4

DĚDIČNÉ CHOROBY NERVOVÉHO SYSTÉMU .............................................................. 13

5

4.1

MOZKOVÁ VODNATELNOST - HYDROCEFALUS .................................................................... 13

4.2

PROGRESIVNÍ NEURONÁLNÍ ABIOTOROFIE - ATAXIE (PNA) ................................................ 13

4.3

GANGLIOSIDÓZA ................................................................................................................. 14

4.4

EPILEPSIE ............................................................................................................................ 16

4.4.1

Historie epilepsie ...................................................................................................... 17

4.4.2

Skupinové rozdělení epilepsie................................................................................... 18

IDIOPATICKÁ EPILEPSIE .................................................................................................... 19 5.1

CHARAKTERISTIKA ............................................................................................................. 19

5.2

DIAGNOSTIKA ..................................................................................................................... 19

5.3

EPILEPTICKÝ ZÁCHVAT ....................................................................................................... 20

5.3.1 6

VÝZKUM IDIOPATICKÉ EPILEPSIE ................................................................................. 23 6.1

7

Typy záchvatu ........................................................................................................... 21

VÝZKUM EPILEPSIE U VYBRANÝCH PLEMEN PSŮ ................................................................. 23

6.1.1

Maďarský ohař (Vizsla, Vižla).................................................................................. 23

6.1.2

Italský vodní pes (Lagotto Romagnolo) .................................................................... 24

6.1.3

Miniaturní drsnosrstý jezevčík.................................................................................. 27

6.1.4

Belgický ovčák .......................................................................................................... 28

VÝŽIVA PSŮ TRPÍCÍCH EPILEPSIÍ ................................................................................... 31 7.1

BÍLKOVINY A AMINOKYSELINY ........................................................................................... 31

7.2

ENZYMY ............................................................................................................................. 32

7.3

VITAMÍNY ........................................................................................................................... 33

7.3.1

Vitamín B .................................................................................................................. 33

7.3.2

Vitamín C.................................................................................................................. 34

7.3.3

Vitamín E .................................................................................................................. 34

7.4

MINERÁLY .......................................................................................................................... 34

8

ZÁVĚR ....................................................................................................................................... 36

9

LITERATURA .......................................................................................................................... 37

10 SEZNAM ZKRATEK ............................................................................................................... 40 11 PŘÍLOHY................................................................................................................................... 41

1 ÚVOD Epilepsie, lidově nazývaná také padoucnice, je onemocnění nervového systému, při kterém pes upadá do záchvatových stavů. Lze říci, že záchvatové stavy jsou způsobeny nadměrnou dráždivostí nervových buněk. Tato práce je zaměřena především na epilepsii primární, tedy dědičnou neboli idiopatickou. Jejím účelem je seznámení čtenáře s epilepsií, její diagnostikou, projevy a v neposlední řadě s výzkumem dědičnosti onemocnění a správné výživy postiženého jedince. Snahou autorky bylo především shrnout dostupné informace o výzkumu epilepsie ze zahraničních vědeckých publikací a dát jim ucelenou podobu. V textu je popsán výzkum dědičnosti epilepsie, výzkum kandidátních genů a současná situace u vybraných plemen. Dále je věnována značná pozornost výživě psů trpících epilepsií, jakožto důležitému faktoru ovlivnění výskytu a kontroly záchvatových epizod.

7

2

CÍL PRÁCE

Cílem této práce je zpracování tématu idiopatické epilepsie u psů a její genetické determinace. Dále se jedná především o ucelení informací z dostupných vědeckých a lékařských zahraničních zdrojů, které jsou aktuální a týkají se problematiky výzkumu epilepsie psů, která patří v současné době mezi nejrozšířenější neurologické onemocnění. V neposlední řadě jde také o seznámení čtenáře s problematikou dědičnosti epilepsie u vybraných plemen psů, možností eliminace tohoto onemocnění, způsobu diagnostiky a správné výživy, která je nutná pro zajištění kontroly a omezení záchvatových epizod.

8

3 ZÁKLADNÍ GENETICKÉ PRINCIPY Základní jednotkou realizace dědičnosti je buňka, jejíž karyoplazma se během nepřímého dělení organizuje do útvarů, které nazýváme chromozomy. Každá somatická buňka psa obsahuje 39 párů chromozomů, celkem tedy 78 chromozomů. Každý pár obsahuje jeden chromozom od matky a jeden od otce. Tyto homologické chromozomy mají stejný tvar i velikost a obsahují stejné geny, i když se jejich alely mohou kvalitativně lišit. Pro jejich označení používáme symbol 2n, tzn. diploidní počet chromozomů. Každý pohlavně dospělý jedinec vytváří své vlastní gymety (vajíčka nebo spermie), které mají v jádře pouze poloviční sadu chromozomů a tudíž je označujeme symbolem n, tzn. haploidní počet chromozomů. (DOSTÁL, 2007) Psi patří mezi gonochoristé (jedinci s odlišným pohlavím) a příslušníci obou pohlaví se vyskytují v poměru přibližně 1:1, přičemž jedno pohlaví je založeno homozygotně (XX) a jedno heterozygotně (XY). Pohlavní chromozomy se nazývají gonozomy, somatické pak autozomy. Gonozomy se liší od autozomů nejen tvarem, ale především genovým vybavením. (KOČÁREK, 2008) Geny umístěné v homologní části gonozomu označujeme jako neúplně vázané na pohlaví a platí pro ně Mendelovy zákony. Geny umístěné v heterologní části gonozomu jsou na pohlaví úplně vázány. Geny na heterologní části chromozomu Y se objeví pouze u pohlaví, které tento chromozom má (tedy u samce) a tuto dědičnost označujeme jako přímou. Pokud však leží geny v heterologní části gonozomu X, pak záleží na dominanci alel a dědičnost označujeme jako dědičnost křížem. (NEČÁSEK, 1997)

9

Obrázek 1: Karyotyp psa1

„Alela je jedna z různých forem genu nebo sekvence DNA, která může existovat na jednom lokusu, lišící se v DNA a ovlivňující funkčnost jednoho produktu (RNA nebo proteinu), je to konkrétní forma projevu genu“. (URBAN, 2012) Alela se vyskytuje ve dvou formách. Jedná se buď o alelu dominantní (značíme velkými písmeny), která je funkční a vzhledem k organismu se projeví úplně, nebo alelu recesivní (značíme malými písmeny), která je nefunkční a tudíž se gen ve fenotypu neprojeví. Alely jednoho genu tvoří alelový pár, ležící na lokusech homologních chromozomů. (BREEN, 2014) Celá řada onemocnění je způsobena alelickým postižením. Taková onemocnění jsou děděna klasicky, tzn. podle zákonitostí Mendelovské dědičnosti. Onemocnění dělíme do čtyř skupin, autozomálně dominantní, autozomálně recesivní, gonozomálně dominantní a gonozomálně recesivní. (NEČÁSEK, 1997) V některých případech dochází k postižení jedince bez předešlého výskytu onemocnění v rodině. V takovém případě se jedná o nově vzniklou mutaci. Vedle onemocnění dědičných existují také onemocnění geneticky podmíněná, u kterých se z větší části nejedná o onemocnění dědičná, ale jedná se o nově vzniklé mutace, které jsou často podmíněny změnou počtu chromozomů, případně chyběním některé jejich

1

Zdroj: http://www.vgl.ucdavis.edu/dogmap/

10

části. Onemocnění, která jsou děděna jinak, než podle výše uvedených principů se nazývají onemocnění s polygenní dědičností (tzn. jsou postiženy více než tři nealelické geny), mitochondriálně dědičná onemocnění, mikrodeleční syndromy a syndromy chromozomální nestability. Mutací genu rozumíme změnu v genotypu organismu oproti normálu. Většina mutací je náhodná, cílená mutageneze se používá pouze pro vědecké účely. Chyby při replikaci DNA nazýváme mutací spontánní (vzniklé bez zásahu vnějšího prostředí). Pravděpodobnost takovéto chyby je velmi nízká vzhledem k samoopravné funkci polymerázy a pohybuje se v řádech asi 10-7. Pravděpodobnost vzniku takových mutací je dále snižována schopností buněk likvidovat chyby díky reparačním enzymům. Proto je většina mutací indukovaných (vyvolené vnějšími faktory). (DNA, 2014) Z evolučního pohledu byly mutace hybnou silou, dnes jim však takový význam přiznáván není. Z evolučního hlediska dělíme mutace na výhodné, neutrální a nevýhodné. Nejlépe zasáhnout do evoluce mohou mutace výhodné, ale i ty mohou být z genofondu vyeliminovány. (ŠÍPEK, 2013) Mutace dělíme do několika skupin. Jedná se o mutace genové, které probíhají na úrovni DNA vlákna. Jedná se o změny, které mění pořadí nukleotidů oproti normálu. Změny v rozsahu pouze jediného nukleotidu můžeme také označit jako genové mutace bodové. Z hlediska vlivu na proteosyntézu rozlišujeme: •

Mutace neměníci smysl (samesense, silent mutation), které těží z degenerace genetického kódu, kdy je i přes mutaci zařazena stejná aminokyselina. Jsou způsobeny substitucemi na třetí pozici kodonu.

•

Mutace měnící smysl (missense mutation), které mění smysl polypeptidového vlákna. Jsou způsobeny zejména takovými substitucemi, které způsobí zařazení odlišné aminokyseliny při proteosyntéze.

•

Nesmyslné mutace (nonsense mutation), které zapříčiní vznik předčasného terminačního kodonu v sekvenci DNA. Syntéza takového polypeptidu paki není dokončena a výsledkem je zcela nefunkční protein. Tyto mutace jsou způsobeny delecí nebo inzercí určitého množství bází, pokud nejde o 3n násobek. (DNA, 2014)

11

Obrázek 2: Genové mutace2

Mechanismy genových mutací jsou adice, delece a substituce. Adice (inzerce) je zařazení jednoho nebo více nadbytečných nukleotidových párů do řetězce. Delece je ztráta jednoho nebo více nukleotidů z původní sekvence, zatímco substituce je náhrada (či záměna) báze původní sekvence bází jinou. (KOČÁREK, 2008) Příklad genových mutací: •

Původní sekvence: A-A-A-G-G-G-C-C-C-T-T-T

•

Adice: A-A-A-G-G-T-T-G-C-C-C-T-T-T

•

Delece: A-A-A-G-_-G-C-C-C-T-T-T

•

Substituce: A-A-A-G-A-G-C-C-C-T-T-T

Dalším typem mutací jsou mutace genomové, které jsou nejrozsáhlejší a týkají se celého genomu nebo jeho velkých částí. Nejrozsáhlejší změnou je znásobení celé řady chromozomů, která je však u vyšších živočichů neslučitelné se životem. Posledním typem mutací jsou mutace chromozomové. Jedná se o strukturní změny na úrovni jednotlivých chromozomů, které označujeme jako chromozomové aberace a vznikají jako následek nestability chromozomů. Pokud je i po strukturní přestavbě zachováno normální množství genetické informace, nedochází k fenotypovým projevům. Pokud tomu tak není, odvíjí se změny od toho, která část genomu chybí, přebývá nebo je dokonce poškozena. (ŠÍPEK, 2013)

2

Zdroj: http://commons.wikimedia.org/wiki/File%3APoint_mutations-en.png

12

4

DĚDIČNÉ CHOROBY NERVOVÉHO SYSTÉMU

4.1 Mozková vodnatelnost - hydrocefalus Z řeckých slov hydro = voda, kephale = hlava. Mozková vodnatelnost je onemocnění nervového systému psů, jehož příznaky jsou podobné jako u epilepsie, ale dostavují se pozvolna. Počínají nekoordinovanou chůzí, poté se dostavují křeče, přecházející v záchvaty a nakonec pes upadá do bezvědomí. Onemocnění je vyvolané poruchou průtoku mozkomíšního moku v mozkových komorách. Tlak na okolní mozkovou tkáň má za následek poruchy její normální funkce. Příčiny onemocnění jsou jak dědičné, tak i nedědičné. Pokud se jedná o dědičnou chorobu, domníváme se, že jde o dosud nepopsanou recesivní kontrolu, pravděpodobně pouze jednou alelou. Z nedědičných příčin jsou nejčastější komplikované a chybně vedené porody a závažnější úrazy hlavy. (DOSTÁL, 2007) Jedná se o poměrně častou anomálii, která se vyskytuje především u malých plemen psů. Vlivem zvýšeného nitrolebního tlaku dochází u rostoucích zvířat k vyklenutí lebeční klenby, ztenčení lebečních kostí a neuzavření fontanel. Rozlišujeme hydrocefalus uzavřený (h. internus) / otevřený (h. externus), komunikující / nekomunikující. Vrozený hydrocefalus internus je nejčastější anomálií CNS. Vyskytuje se především u menších plemen psů, jako jsou yorkšírský teriér, čivava, pudl, mops, francouzský buldoček, anglický buldog, pekinéz, maltézák, lahsa apso a dalších. Ke vzniku hydrocefalu dochází nejčastěji v souvislosti se zúžením nebo totálním uzavřením aqueduktu, což vede ke zvětšení třetí a laterálních komor v důsledku hromadění likvoru. Hlavními příznaky jsou změny chování (časté kňučení, vytí a štěkání, močení v domácím prostředí, plachost,…), bezcílná chůze, záchvatovité stavy a neschopnost zvládat výcvik. (HANZLÍK, KŘEČEK, 2014)

4.2

Progresivní neuronální abiotorofie - Ataxie (PNA)

Jedná se autosomálně recesivní nervové onemocnění psů. Vnějšími příznaky choroby jsou štěkot, vytí a nekoordinovaný pohyb končetin, kdy jsou přední končetiny jakoby nezávislé na zadních, a opačně. Takto postižený pes vráží do věcí kolem sebe a vyhledává vyvýšená místa k odpočinku. (DOSTÁL, 2007)

13

Podle DOSTÁL (2007) se nejčastěji potíže projeví už ve věku 9-16 týdnů, zatímco HANZLÍČEK (2014) tvrdí, že se první příznaky objevují v průměru až ve věku 3 let, nejdříve ve 2 letech, nejpozději ve věku 5 let. Čím je pes starší, tím lépe pohyby koordinuje a na potíže si zvyká a ty se stabilizují i bez léčby. Pes často nevydrží stát na místě, má potíže se vstáváním, často upadá na zem. Tyto potíže mají za následek snížení příjmu potravy a s tím související nedostatek živin a energie. Z důvodu nedostatečného pohybu má pes ochablé a degradované svalstvo. Většina psů se nedožívá reprodukčního věku. (HANZLÍČEK, 2014) Nejčastěji postižená plemena jsou: francouzský buldoček, bostonský triér, skotský teriér, foxteriér, Jack Russel teriér, švédský lapland a gordon terier. (DOSTÁL, 2007) U všech těchto plemen byla po smrti psů provedena pitva a zjištěny degenerativní změny mozečku. I přesto nelze říci, že se jedná o jedinou příčinu onemocnění, protože příznaky onemocnění se v některých případech výrazně lišily. U některých psů se nemoc projevila až v pozdějším věku, u některých jsou degenerativní změny buněk nejen v mozečku, ale také v míše. (HANZLÍČEK, 2014) Pozorováním bylo dokázáno, že porucha není závislá na pohlaví, výživě, ošetřování ani jiných podmínkách vnějšího prostředí. Díky studiu rodokmene bylo zjištěno, že všichni psi měli mezi předky anglického psa Dandifino, který se narodil roku 1925. (DOSTÁL, 2007) Případů ataxie v posledních letech výrazně přibylo hlavně z důvodu, že byli pro chov použiti mladí psi, u kterých se ještě nestačily projevit první příznaky. Dnes jsou veřejnosti nově přístupné DNA testy z laboratoře Antegene, která se věnuje výzkumu DNA. Jedná se o test DNA, který dokáže odhalit ataxii u amerických stafordšírských teriérů. Platnost testu a identifikace genu vzešla ze společného úsilí mezi laboratořemi molekulární a buněčné genetiky (Dr. Marie Abitbol, Dr. Laurent Tiret) a laboratoří neurobiologie (Dr. Stéphane Blot) z Alfortské školy veterinární medicíny (ENVA) a také CNRS university v Rennes and ANTAGENE. (HANZLÍČEK, 2014)

4.3

Gangliosidóza

Jedná se o poruchu ukládání metabolického produktu, která není léčitelná a během půl druhého roku končí smrtelně. (DOSTÁL, 2007) Skupina veterinárních lékařů pod vedením Dr. Osamu Yamato na Hokkaidské univerzitě v Sapporu našla příčinu nemoci u plemene shiba (mutace genu) a od té doby 14

hledají nové cesty ke stanovení diagnózy. V Japonsku je rozšíření gangliosidózy konkrétně u plemene shiba velmi vysoké, proto se vědci snaží vytvořit preventivní opatření proti tomuto onemocnění a vyřadit z chovu nositele onemocnění. Vědci se také obávají, že se tato nová nemoc mohla již rozšířit do Ameriky, Evropy nebo Austrálie. (YAMATO et al., 2008) Jde opět o chorobu, která se velmi podobá epilepsii. První příznaky se projevují ve věku 2-6 měsíců v podobě nekoordinované chůze a neurotických záchvatů. Příznaky se prohlubují, až dojde k úplnému oslepnutí, hluchotě a paralýze končetin. Gangliosidóza patří do skupiny recesivních dědičných onemocnění, která se označují jako “lysosomální onemocnění ukládání metabolického produktu“. (YAMATO et al., 2008) Z důvodu nedostatku enzymů jsou nezpracované látky metabolismu ukládány do lysosomů a dochází k nahromadění gangliosidů v buňkách mozku. Tím jsou narušeny životně důležité funkce buněk v mozku, což vede k těžkým symptomům. (MÜLLER, 2001) Známe dvě formy gangliosidózy, které označujeme jako GM1 a GM2. •

GM1 – gangliosidóza je zapříčiněna nedostatkem enzymu beta-galaktosidázy. U tohoto onemocnění se příznaky podle DOSTÁL (2007) projevují ve stáří 2- 4 měsíců a postupují pomaleji.

•

GM2-gangliosidóza, také nazývána amaurotický idiotismus, je zapříčiněna nedostatkem enzymu beta-hexosaminidáza. Onemocnění se projevuje podle DOSTÁL (2007) v 6. měsíci stáří psa, má rychlejší průběh, jeho projevy se prohlubují a nedají se odstranit výchovou. V 9. - 12. měsíci stáří mají psi nekoordinovanou chůzi, občasné záchvaty a jsou téměř slepí a částečně hluší. Postupně psi ztrácí citlivý kontakt s okolím a většinou se nedožívají 2let.

U psů byla GM1-gangliosidóza s velice podobnými nálezy zatím prokázána u nečistokrevných bíglů (1976), anglického špringr španěla (1983), portugalského vodního psa (1988), aljašských hasky (1998) a jednoho křížence neznámého původu (2000). Dobře prozkoumáno je toto onemocnění na aljašském hasky díky veterinárně-lékařské dizertaci na univerzitě v Gießenu (Německo). (MÜLLER, 2001) GM2-gangliosidóza byla zatím diagnostikována u německého drsnosrstého ohaře (1967/1989), u japonského španěla (chin) (1985) a u zlatého retrívra (2002). U německého drsnosrstého ohaře se ukázaly ve věku 6 až 9 měsíců neurologické symptomy 15

jako poruchy vidění, koordinační problémy, abnormální chování a strnulá chůze. Zlatý retrívr trpěl tzv. Sandhoffovou variantou GM2-gangliosidózi. (KREUTZER et al.,2005) Ačkoliv obě formy gangliosidózy mají podobné symptomy, jsou zapříčiněny úplně rozdílnými genetickými chybami dvou rozdílných lysosomálních enzymů. (SATOH et al., 2004)

4.4

Epilepsie

Epilepsie je chronické onemocnění nervového systému způsobené abnormální elektrickou aktivitou mozku, vyznačující se opakujícími záchvaty, při kterých pes upadá do krátkodobých nebo dlouhodobých záchvatových stavů. (ROWLES, OLSEN, 2012) Epilepsie je pojem, který užíváme pro označení dědičné, tedy idiopatické epilepsie. Často je u nás tento výraz nesprávně používán pro označení všech záchvatů, bez rozdílu původu. (ŠRENK, 1995) Záchvaty jsou výsledkem reakce svalu na abnormální dávku nervových signálů z mozku. Jsou tedy znakem neurologické dysfunkce. Podnětem záchvatu je metabolická nerovnováha, toxické látky či jiné produkty metabolismu, které způsobí abnormální aktivitu nervových buněk mozku. (MITCHELL, 2011) Pokud se první záchvat vyskytne mezi 1. - 3. rokem života psa, je velmi pravděpodobné, že se jedná o epilepsii dědičnou, idiopatickou neboli primární, u které není známa příčina záchvatu. Termín idiopatická zjednodušeně znamená, že je neznámé příčiny. Název idiopatická je odvozen z řečtiny, ze slov idio = vlastní, osobní a patie = nemoc, choroba. (DVORAK, 2011) Epilepsie je jedním z nejčastějších onemocnění psí populace, vyskytuje se u 4 % psí polulace, avšak u některých rodin může jít až o 14 % výskyt. To že má pes záchvat, ještě neznamená, že trpí epilepsií. Diagnostika epilepsie probíhá eliminací, tzn. vyloučením všech jiných možných onemocnění, která by mohla také zapříčinit záchvat. Pokud jsou záchvaty opakované, lze říci, že pes opravdu trpí epilepsií. Záchvaty jsou projevem onemocnění mozku stejně tak, jako je kašel příznakem onemocnění plic. Protože veterinář většinou není svědkem záchvatu, je potřeba jeho průběh přesně zaznamenat, aby mohl lékař vyloučit jiná onemocnění, která mají stejné projevy a mohou být tudíž snadno zaměněna s epilepsií. (O’BRIEN, 2002)

16

4.4.1

Historie epilepsie

Epilepsie, dříve nazývaná také padoucnice, je v humánní medicíně popisována již od dob babylónských (2080 př. n. l.). První ucelená monografie pochází ze 4. století od Hypokrata a na dlouhou dobu ovlivnila pohled na toho onemocnění. V období středověku byla pak epilepsie považována za boží trest. Teprve až ve druhé polovině 19. století, díky významnému rozvoji medicínských věd, došlo k potvrzení 2000 let staré hypotézy, že mozek je výchozím bodem epileptických záchvatů. První zmínky o epilepsii malých zvířat pochází z první poloviny 19. století. V poslední době se ve veterinární medicíně zvedá zájem o léčbu a výzkum epilepsie, především pro její poměrně častý výskyt, epilepsií totiž trpí 4 % psí populace. (ŠRENK, 1995)

Obrázek 3: Vyobrazení léčby psů ve středověku3

O výzkum dědičnosti epilepsie se velmi zasloužil i český šlechtitel a kynolog pan František Horák z Klánovic, který vyšlechtil pro potřeby Fyziologického ústavu ČSAV plemeno nazývané „Horákův laboratorní pes“, u kterého byla epilepsie plemenným znakem. Kdyby epilepsie dědičná nebyla, nikdy by se mu to nepodařilo. Po změnách výzkumných programů již pro toho plemeno nebylo uplatnění a tak bylo tehdejší ČSCHDZ nakonec uznáno jako naše české národní plemeno pod novým názvem „Český strakatý pes“. V roce 1981 se narodil první vrh štěňat, který byl oficiálně zapsán pod tímto názvem a plemeno bylo dále šlechtěno kontraselekcí proti výskytu epilepsie. (DOSTÁL, 2007)

3

Zdroj: http://www.canine-epilepsy.net/basics/basics_index.html

17

4.4.2 Skupinové rozdělení epilepsie Epilepsii dělíme do několika skupin. Rozdělení se však liší podle autorů. Většina zahraničních autorů se přiklání k rozdělení na skupinu primární (dědičnou, idiopatickou) a sekundární. Primární neboli idiopatická znamená, že neznáme příčinu záchvatů. Naproti tomu u sekundární epilepsie je příčina známá. Většinou se jedná o nádorová onemocnění, úrazy hlavy, záněty, infekce, vývojové abnormality a otravy. (O´BRIEN, 2002), (MITCHELL, 2001), (DVORAK, 2011) ŠRENK (1995) rozděluje epilepsii dokonce do tří skupin. Jedná se o epilepsii primární, sekundární a terciální, která zastupuje epilepsii dědičnou, neboli idiopatickou.

18

5 IDIOPATICKÁ EPILEPSIE 5.1

Charakteristika

Primární (idiopatická) epilepsie je taková, u které neznáme příčinu záchvatu. Idiopatická epilepsie může vykazovat velmi rozdílné příznaky u různých plemen psů, ale zevrubný mustr zůstává stejný. První záchvat se objeví ve stáří 1 až 3let a poté přijde období několika měsíců až let, kdy se záchvat nedostaví. Další záchvaty jsou většinou stejné, někdy i slabší intenzity a intervaly se postupně zkracují až na týdny a dny. V tomto období se přistupuje k léčbě medikamenty, která je bohužel doživotní. (O´BRIEN, 2002) Každý pes má určitý práh pro vznik záchvatu. Záchvat nastává poté, co je tento práh překročen. Psi s nízkým prahem citlivosti jsou děleni do dvou skupin, stimulační a nonstimulační. Do skupiny stimulační patří ti, u kterých je záchvat způsoben externími vlivy, jako jsou hormony (např. estrogen, který může snížit práh záchvatu), únava, zranění nebo hyperventilace. Do skupiny non-stimulační řadíme ty psy, u kterých dochází k záchvatům spontánně a mají velmi rychlí začátek. Právě záchvaty non-stimulační jsou typické pro idiopatickou epilepsii. (DVORAK, 2011) Kromě vnějších metabolických vlivů hraje důležitou roli i geneticky podmíněná dráždivost nervových buněk. Mutace v některém z genu může způsobit abnormální citlivost těchto buněk a tím zvýšit pravděpodobnost, že překročí práh citlivosti a dojde k záchvatu. (O´BRIEN, 2002)

5.2

Diagnostika

Idiopatická epilepsie je diagnostikována pomocí eliminace. Postupně vyloučíme jiná možná onemocnění, která mohou mít jako vedlejší projev záchvat. Pokud se epilepsie vyskytne v období 1. - 3. roku života psa, je velmi pravděpodobné, že se jedná o epilepsii dědičnou. Je nutné podrobně zaznamenat každý záchvat a jeho průběh, aby mohl veterinární lékař správně diagnostikovat onemocnění a vyvrátit záměnu s mdlobami nebo závratí, která může také přicházet a odcházet jako epileptické záchvaty. Diagnostika za pomocí elektroencefalogramu (EEG) je velmi užitečná, ale také velice nepraktická. Je při ní zapotřebí sedace, která negativně ovlivňuje výsledek vyšetření. (O´BRIEN, 2002) V závislosti na povaze záchvatu a věku vašeho psa může lékař doporučit další vyšetření, jako je MRI scan mozku (viz Obrázek 4) nebo vyšetření CT. RTG vyšetření nemá dostatečně vypovídající hodnotu. Odhalí nám onemocnění a vady lebky, ale nezjistí 19

nic o mozku jako takovém. Na druhou stranu lze pomocí RTG diagnostikovat hygrocefalus nebo nádory mozku, které mohou způsobovat záchvaty. (O´BRIEN, 2002)

Obrázek 4: MRI scan mozku ukazuje nádor u psa, který má jednoduché fokální záchvaty.4

Pomocí EEG lze vidět nadměrné dráždění nervových buněk mozku. Na obrázek 5 se záchvat jeví jako série ostrých vln. Tato „elektrická bouře“ pak způsobuje změny v chování a pohybech zvířete, které nazýváme záchvat. V závislosti na místě a intenzitě nadměrného podráždění rozlišujeme několik typů záchvatů. (O´BRIEN, 2002)

Obrázek 5: Nerovnováha může způsobit elektrickou bouři v mozku, kterou vidíme na EEG.5

5.3

Epileptický záchvat

Záchvaty jsou výsledkem svalových reakcí na abnormální dávku nervových signálů z mozku. Jsou příznakem základní neurologické disfunkce. Metabolická nerovnováha, toxické látky a elektronové abnormality jsou příčinou nekontrolovatelné funkce neuronů v mozku, která má za následek různé druhy záchvatů od mírných „petit mal“ až po velmi těžké „grand mal“ záchvaty. (MITCHELL, 2011)

4

Zdroj: http://www.canine-epilepsy.net/basics/basics_index.html

5

Zdroj: http://www.canine-epilepsy.net/basics/basics_index.html

20

Záchvaty jsou „bouřky“ v mozku. Neurony běžně komunikují mezi sebou za pomocí elektrických a chemických signálů. Tato komunikace je buď excitační, směřující k aktivaci dalšího neuronu, nebo inhibiční, čili tlumivá. Tato křehká rovnováha je snadno narušitelná a může dojít k překročení excitačního prahu, což má za následek přílišnou aktivitu neuronů a následný záchvat. Záchvaty se nejčastěji vyskytují při spánku, kdy je pes maximálně uvolněný, ale mohou být příležitostně spojeny s emociálním vzrušením. Pokud se záchvaty objevují pouze, když je pes emociálně vzrušený, ukazuje to na srdeční problémy, nebo nízkou hladinu cukru v krvi. (O´BRIEN, 2002) 5.3.1 Typy záchvatu V zásadě dělíme záchvaty na dva typy, generalizované a fokální. U generalizovaných záchvatů vzniká elektrická bouře v celém mozku, zatímco fokální záchvaty jsou typické vznikem elektrické aktivity jen v malé části mozku. (MITCHELL, 2011) Existují čtyři základní fáze záchvatu. Fáze prodrome může trvat několik hodin, ale dokonce i několik dní. Hlavními znaky jsou změny nálady a chování. Aura signalizuje počátek záchvatu. Pes bývá nervózní, kňučí, třese se, sliní a je velmi neklidný a vyhledává buď přítomnost majitele, nebo bezpečné místo k úkrytu. Aura je typická pro fokální záchvaty, ale není výjimkou ani u záchvatů generalizovaných. Ictus neboli skutečný záchvat je období intenzivní fyzické aktivity, které obvykle trvá 45 sekund až 3 minuty. Pes ztrácí vědomí a upadá na zem. Častými příznaky jsou rychlé škubavé pohyby končetin, skřípání zuby, nadměrné slinění, pádlování nohou, nekontrolovatelné močení a kálení. Někdy psi vydávají zvuky a škubají tvářemi. Tyto stavy jsou nebolestivé a pes je nedokáže ovládnout. Často dochází k defekaci a vyprázdnění análních žláz, což má za následek velmi silný zápach. Během celého záchvatu je pes v bezvědomí, dýchá velmi obtížně nebo vůbec, následkem nedostatečného okysličování může mít namodralou barvu jazyka. (O´BRIEN, 2002) Postictus je poslední fází záchvatu. Pes chvíli nehybně leží, ale poté vstává a na epizodu si nepamatuje, jeví se jakoby slepý a hluchý a často také velmi žíznivý a hladový. Zřídka bývají psi i agresivní a to zejména pokud jsou omezováni okolím, proto je důležité dbát na klid a odpočinek po záchvatu a pokud jsou v rodině děti, zamezit jim přistup ke zvířeti. (MITCHELL, 2011) Samozřejmě nejsou všechny záchvaty stejné. Někteří psi nemívají auru a záchvat u nich udeří z ničeho nic, bez příznaků. Některá zvířata po záchvatu vstávají a jsou naprosto 21

normální, jako by se nic nestalo, zatímco jiná mohou být dezorientovaná několik dní. Stává se, že psi vykazují pouze tonickou ztuhlost a žádné klonické škubání a „pádlování“ nohou a někteří psi jakoby upadnou na zem a jen bezvládně leží. Z tohoto popisu je jasné, že epileptické záchvaty jsou velice individuální, i když základní znaky jsou vždy stejné. (O´BRIEN, 2002) Většina jsou záchvaty krátké, bohužel může dojít i k vážnější situaci, kdy pes prodělá několik záchvatů po sobě bez toho, aby se zotavili ze záchvatu předešlého. Někdy tato záchvatová epizoda vyvrcholí v kontinuální záchvat, který nazýváme status epilepticus. Pokud záchvat trvá více než půl hodiny, může pes utrpět vážná poškození mozku, která se mohou projevit jako změny v chování nebo ztráty paměti. Záchvaty bez křečí, neboli „petit mal“, se zřejmě u zvířat vůbec nevyskytují. (MITCHELL, 2011) Fokální záchvaty jsou typické svou lokalizací v určité části mozku, ale mohou se rozšířit do mozku celého. Pokud bychom zaznamenali počátek záchvatu pomocí EEG, bylo by dobře viditelné, ze které části mozku záchvat vzešel. Skutečnost, že záchvat pochází z jedné oblasti mozku naznačuje, že došlo k lokálnímu poškození a je tedy pravděpodobné, že příčinou záchvatu je poranění hlavy, nádor mozku nebo infekce. Komplexní fokální záchvaty pocházejí z temporálních laloků mozku a jsou nazývány také psyhomotorické

záchvaty.

Postižený

pes

vykazuje

poruchy

chování,

může

nekontrolovatelně běhat, nebo opakovat bezcílně jednu činnost. Jindy psi zvrací a mají průjem. (O´BRIEN, 2002)

22

6 VÝZKUM IDIOPATICKÉ EPILEPSIE Idiopatická epilepsie (IE) je přirozeně se vyskytující porucha postihující všechna plemena psů. Vzhledem k tomu, že plemena jsou geneticky izolované populace, je možné, že epilepsie je děděna od zakladatelů plemena a je geneticky homogenní v rámci populace. Proto bylo předpokládáno, že existují jednoduché genetické základy pro IE u některých čistokrevných plemen psů. (EKENSTEDT, 2011) Variabilita mezi plemeny naznačuje, že geny způsobující epilepsii se pravděpodobně budou lišit plemeno od plemene. Je nepravděpodobné, že by mutace pouze jednoho genu zapříčinila takovou variabilitu, tudíž se zřejmě jedná o onemocnění polygenní. (O´BRIEN, 2002) Existuje několik genů, které jsou úzce spjaty s epilepsií lidí a myší a tyto geny jsou zkoumány jako možné kandidátní geny u epilepsie psů. (MITCHELL, 2011) Tabulka 2 obsahuje počty psů vybraných plemen zasažených epilepsií.

6.1

Výzkum epilepsie u vybraných plemen psů

6.1.1 Maďarský ohař (Vizsla, Vižla) ROBERTS (2003) představil popis předběžného skenování genomu u plemene Vizsla a navrhl autozomálně recesivní způsob dědičnosti epilepsie, i když polygenní dědičnost zatím nelze vyloučit. Pro výzkum z roku 2003 bylo použito celkem 29 psů plemena Vizsla trpící idiopatickou epilepsií. Dále 74 nepostižených sourozenců a 41 rodičů k určení běžné klinické charakteristiky a nejpravděpodobnějšímu způsobu dědičnosti. IE byla diagnostikována především na základě věku psa při nástupu prvního záchvatu, laboratorních výsledků a neurologických vyšetření. Počítačová tomografie (CT), magnetická rezonance (MRI) a skenování mozkomíšního moku (CSF) bylo požadováno pouze u psů, u kterých se první záchvat projevil dříve než ve věku 6 měsíců, nebo později než ve věku 5 let. (JOHNSON, PATTERSON, 2003) Byla provedena jednoduchá segregační analýza pomocí statistické metody pro výpočet Chí-kvadrátu. IE se zdá být u plemene Vizsla familiární, s celkovými 79 % postižených psů vykazujících záchvaty. Příznaky zahrnovaly třes končetin, tupé zírání a slinění bez ztráty vědomí u více než 50 % psů.

23

Odhaduje se segregace s frekvencí p = 0,22 (95 % CI, p = 0,08 - 0,36 ), což je v souladu s autosomálně recesivní dědičností. Nicméně možnost polygenní dědičnost nelze vyloučit. Vědci došli k závěru, že IE u plemene Vizsla může být dědičná autosomálně recesivním způsobem. (JOHNSON, PATTERSON, 2003) Do výzkumu, jehož výsledky byly zveřejněny v roce 2011, EKENSTEND (2011), bylo zařazeno 96 psů. 31 postižených, 60 přenašečů a 5 psů neznámého fenotypu. Tito psi byli rozděleni do dvou velkých rodokmenů a následně rozděleni na deset menších rodin, aby se zjednodušila smyčka příbuzenské plemenitby. Nejvyšší průměrné LOD skóre simulovaného spojení bylo 3,63. Maximální dosažitelné LOD skóre těchto simulací bylo 8,46. Všechny simulované rekombinace dosáhli LOD skóre nad 2,0, což ukazuje, že rodokmeny jsou dostačující pro detekci monogenní mutace. Výzkum byl zaměřen na 52 kandidátních genů, z nichž 20 je spojeno s lidskou epilepsií, a 2 jsou spojeny s epilepsií myší. Všech 22 genů bylo ve výzkumu analyzováno alespoň jednou, s výjimkou genu CHRNA2. DNA pro výzkum byla izolována z krve podle standardních protokolů s využitím DNA KIT Puregene firmy Qiagen Inc (Valencia, CA). Celkem 42 genů bylo vyjmuto ze spojení s IE u tohoto plemene. Čtyři geny (CACNA1, CACNB3, CHRNA1 a SCN11A) dosáhli nízké heterozygotnosti a proto je nelze vyloučit. Dva geny (CACNB1 a CACNB2) dosáhli hodnoty LOD skóre mezi 2,0 a 3,2, což je tzv. šedá zóna, a nelze tedy potvrdit ani vyloučit spojitost s IE. Nakonec 16 z 20 genů spojených s lidskou epilepsií ( ARX, CACNA1A, CACNA1H, CACNB4, CHRNA4, CHRNB2, CLCN2, GABRA1, GABRG2, KCNQ2, KCNQ3, LGI1, NHLRC1, SCN1A,SCN1B, a SCN2A) a oba geny spojené s epilepsií u myší (CACNA2D2 a CACNG2) byli buď vyloučeny ze spojitosti s IE úplně, nebo byla prokázaná spojitost pouze minimální. Přesvědčivé potvrzení nebo vyloučení výsledků testu může být provedeno v budoucnu s novými technologiemi za využití SNP map. (EKENSTEDT, 2011) 6.1.2 Italský vodní pes (Lagotto Romagnolo) Benigní familiární juvenilní epilepsie (BFJE) je dědičné neurologické onemocnění, které se vyskytuje u plemene Lagotto Romagnolo. Mutace v genu LGI2 , který je zodpovědný za BFJE, byla objevena na základě výzkumu provedeného na univerzitě v Helsinkách pod vedením Dr. Lohi, Dr. Seppälä a jejich spolupracovníků.

24

Postižený gen LGI2 byl lokalizován na pozici c.1552 A > T v chromozomu 3 (CFA3), exonu 8. K mutaci dochází záměnou lysinu za TAG – stop kodon (viz Obrázek 7). Ukázalo se, že produktem těchto genů je protein, který interaguje s receptory neuronů ADAM, o kterých je známo, že se podílejí na regulaci přestavby a celkovém rozvoji mozku. Obrázek 6 znázorňuje analýzu mapující oblast třetího chromozomu s pozicí LGI2 c.1552 A > T jako oblast s přítomností genové mutace. (SEPPÄLÄ et al., 2011)

Obrázek 6: Mapování a identifikace BFJE mutace u plemene Lagotto Romagnolo6

6

Zdroj: http://dx.plos.org/10.1371/journal.pgen.1002194

25

Obrázek 7 ukazuje oblast záměny lysinu za stop kodon7

Nemoc je charakteristická záchvaty, které se projevují od stáří 8 týdnů. Záchvaty obvykle vymizí kolem stáří 13 týdnů, ale byly zaznamenány i případy BFJE u dospělých psů. Pomocí výzkumu bylo dokázáno, že se jedná o onemocnění autosomálně recesivní. Přenašeči obvykle netrpí příznaky onemocnění, avšak došlo k několika případům, kdy i psi s mutací pouze jednoho genu LGI2 měli záchvaty. Není známo, zda to zapříčinila další, dosud neznámá mutace, nebo zda může BFJE způsobit mutace pouze jednoho genu. (SEPPÄLÄ et al., 2011) Pro výzkum bylo vybráno 25 štěňat z 9 různých vrhů trpících epileptickými záchvaty a 3 dospělí psi s podobnými klinickými příznaky. Bylo provedeno komplexní vyšetření zahrnující elektromyografické, elektroencefalografické a další testování. Křeče u štěňat začaly vždy ve věku 5-9 týdnů a spontánně odezněla v 8 až 13 týdnech. Nebyly však zjištěny žádné abnormality v krevních testech, testech moči ani mozkomíšním moku. Nebyly odhaleny ani žádné abnormality mozku. Celkem 14 z 16 (87,5 %) postižených štěňat a dva ze tří (67 %) dospělých psů vykazovalo epileptiformní aktivity na EEG. Histopatologické vyšetření provedené u 1 štěněte a 1 dospělého psa odhalilo léze Purkyňových buněk a abnormality axonů v mozečku. Analýza rodokmenu naznačuje autozomálně recesivní způsob dědičnosti. Tato porucha, která se vyznačuje záchvaty a morfologickými změnami buněk mozečku, představuje nový epileptický syndrom psů. (LENDORFF, 2009)

7

Zdroj: http://dx.plos.org/10.1371/journal.pgen.1002194

26

OptiGen nyní nabízí test DNA, který je schopen zjistit, zda pes nese 0, 1 nebo 2 kopie mutace v genu LGI2. Odhaduje se, že přibližně 32 % populace plemene Lagotto Romagnolo nese tuto mutaci. Cílem chovatelů je zařadit do chovu pouze psy bez genové mutace, ale vzhledem k velmi úzké chovné základně jsou v současnosti využívání i přenašeči onemocnění namísto zdravých psů. V tabulce 1 můžeme vidět očekávané výsledky z chovu. Díky dostupnosti testu DNA je možné vybrat pár psů, který nebude postižen BFJE a zabránit tak produkci postiženého potomstva. (SEPPÄLÄ et al., 2011) Tabulka 1: Předpokládané výsledky strategického křížení8

Předpokládané výsledky strategického křížení s využitím OptiGen testu mutací pro BFJE Genotyp rodičů 1

Zdraví

Genotyp rodičů 2 Zdraví

Přenašeči LGI2

Postižení Lgi2

Zdraví

50% zdraví

100% přenašeči

50% přenašeči Přenašeči LGI2

50% zdraví

25% zdraví

50% přenašeči

50% přenašeči

50% přenašeči

50% postižení

25% postižení Postižení Lgi2

100% přenašeči

50% přenašeči

100% postižení

50% postižení

6.1.3 Miniaturní drsnosrstý jezevčík Dr. Hanne Lohi, Berge Minassian, a jejich kolegové poukázali na to, že mutace stejného genu, který způsobuje onemocnění Lafora u lidí, způsobuje také myoklonickou epilepsie u plemene miniaturní drsnosrstý jezevčík a Baset. Myoklonické epilepsie je vzácná forma epilepsie charakteristická náhlými a velmi prudkými záchvaty. Tyto záchvaty mohou být vyvolány náhlým hlukem či pohybem, ale mohou se objevit i spontánně. Ke studii bylo vybráno plemeno miniaturní drsnosrstý

8

Zdroj: http://www.optigen.com/opt9_test_prcdprabs.html

27

jezevčík, které je velmi náchylné k záchvatům, u kterých se podařilo prokázat, že jde o formu epilepsie nazývanou EPM2. Všichni postižení psi měli stejnou mutaci v genu EMP2b, jež spočívala v opakovaných částech DNA, která zabraňovala normální produkci proteinu. (CANINE EPILEPSY, 2005) Dr. Sue Fitzmaurice onemocnění popsala u rodiny miniaturních drsnosrstých jezevčíků, kde nebylo pochyb o její dědičnosti. Společně s Dr. Clare Rusbridg shromáždili DNA celého rodokmenu a předali vzorky dětské nemocnici v Torontu, kde tým Dr. Minassiana lokalizovali dva geny. První z nich, EPM2A, kóduje protein, který má velký význam proti tvorbě nedegradovatelných sloučenin škrobu v mozku. Druhým je EPM2B(NHLRC1) gen, který kóduje malin E3 ligázy, proteiny podílející se na metabolismu sacharidů. Výzkum ukazuje, že tyto proteiny chrání neurony proti přílišnému hromadění sacharidů. Charakteristickým rysem tohoto onemocnění je hromadění toxických škrobů v buňkách nervové, jaterní a svalové tkáně, což je neslučitelné s jejich správnou funkcí. (CANINE EPILEPSY, 2005) Hlavním zjištěním současného výzkumu bylo, že psi jsou náchylní k rozvoji mutace v genu EPM2B, což může vést až ke ztrátě funkčnosti genu. Tato expanze nemá ve velkých genofondech žádný vliv, avšak problém nastává, když se mutace opakuje často, například u populárních plemen, kde se pravděpodobnost ztráty funkčnosti genu zvyšuje. Porucha funkce genu Epm2b pak vede k onemocnění Lafora. Ve Velké Británii je postiženo více než 5 % miniaturních drsnosrstých jezevčíků, přičemž přenašečů onemocnění je v populaci až 25 %. (CANINE EPILEPSY, 2005) 6.1.4 Belgický ovčák Nově byla objevena oblast chromozomu, která obsahuje gen způsobující epilepsii u plemene belgický ovčák. Výzkum proběhl na univerzitě v Helsinkách ve spolupráci s dánskými, švédskými a americkými vědci v projektu financovaném EU. Vědci učinili zásadní průlom v identifikaci oblasti chromozomu, která je spojena s nejčastější formou epilepsie psů. Bylo zjištěno, že pokud se jedná o homozygotního jedince, riziko onemocnění epilepsií se zvyšuje až sedmkrát. Úspěšně byl zmapován lokus CFA na chromozomu 37 a definován 1Mb region obsahující nové kandidátní geny IE. Obrázek 8 znázorňuje chromozon 37 a oblast obsahující 12 kandidátní genů, včetně dvou neuronových genů, ADAM 23 a KLF7.

28

Obrázek 8 znázorňuje chromozom 37 a oblast obsahující 12 kandidátní genů, včetně dvou neuronových genů, ADAM 23 a KLF79

Gen byl lokalizován v chromozomu 37, který nebyl nikde dříve identifikován jako kandidátní, proto se jedná o velký průlom jak ve výzkumu epilepsie psů, tak i lidí.

9

Zdroj: http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0033549

29

Identifikovaná oblast genomu je pravděpodobně jediná, která může způsobovat epilepsii u belgických ovčáků. Podle posledních výzkumů trpí epilepsií až 20% příslušníků plemene a proto je výzkum velmi nezbytný. (SEPPÄLÄ et al., 2012) Výsledky těchto výzkumu jsou však pouhým začátkem. Mnoho plemen psů trpí epilepsií bez známého důvodu. A to je hlavním důvodem, proč je zapotřebí se i nadále soustředit na výzkum a hledání genů zodpovědných za epilepsii. (O´BRIEN, 2004)

30

7

VÝŽIVA PSŮ TRPÍCÍCH EPILEPSIÍ

Při hledání příčin onemocnění epilepsií je běžné hledat problémy genetické, problémy související s prostředím, ve kterém pes žije, a problémy zdravotní. Už není tak běžné hledat problém ve výživě, jakožto potencionální příčině záchvatů. Nicméně, stejně jako u lidí, mohou i u psů nutriční nedostatky způsobit závažná onemocnění. Strava hraje velmi důležitou roli při řízení a kontrole psí epilepsie. Náprava nutričních nedostatků může pomoci snížit a v některých případech i úplně odstranit záchvaty. Zlepšení zdravotního stavu psa dietou lze dosáhnout řadou cest. První z nich je přechod od komerčních krmiv na vyšší stupeň kvality krmiva s možností příjmu prémiových složek, jako jsou kvalitní bílkoviny bez umělých konzervantů. Je důležité, aby krmivo, které psovi podáváme, neobsahovalo konzervační látky jako je ethoxyquin, propalenglykol, BHT a BHA, umělá barviva, příchutě a sladidla. (ALDERSON, 2003) Doporučuje se krmit kvalitním krmivem vyrobeným ze složek, které jsou kvalitativně určeny pro výživu lidí. Za ideální variantu se považuje přechod na stravu syrovou, tzv. BARF. V souvislosti s metodou krmení BARF nutno zmínit publikace Dr. Ian Billinghurst „The BARF Diet", Susan Johnson „Switching to Raw" a Dr. Pitcairn „Complete Guide to Natural Health for Dogs and Cats“, které jsou kvalitním zdrojem věrohodných informací. (MITCHELL, 2011) Existuje celá řada konkrétních nutričních nedostatků, které vyvolávají záchvaty u psů i lidí. Jedná se především o nedostatek vitamínů, minerálů a aminokyselin, které jsou při průmyslové výrobě komerčních krmiv znehodnocovány a v krmivě proto chybí. (ALDERSON, 2003)

7.1 Bílkoviny a aminokyseliny Základní složkou výživy psů je kvalitní bílkovina. Výhodou zkrmování syrové stravy je fakt, že pes přijme bílkovinu v nezměněné podobě. Pokud pes nemá dostatek živočišných bílkovin, může dojít ke zhoršení zdravotního stavu a k nástupu záchvatů. Proteiny z přijaté potravy jsou degradovány působením enzymů v trávícím traktu na jednotlivé aminokyseliny. Existuje celkem 9-12 esenciálních aminokyselin, které není organismus schopen sám produkovat a je proto potřeba, aby byly obsaženy v krmivu. Neesenciální kyseliny je organismus schopen produkovat pouze za předpokladu, že jsou ve stravě zahrnuty adekvátní zdroje esenciálních kyselin. Většina aminokyselin je dostupných 31

pouze z živočišných bílkovin. Pokud je v krmivu obsaženo přílišné množství bílkovin rostlinného původu (zelenina, obiloviny, zrniny), může se projevit deficit živočišných bílkovin. Při tepelné úpravě granulovaného krmiva jsou bílkoviny částečně denaturovány, což má za následek nedostatečnou výživovou hodnotu bílkovin a následný deficit ve stravě psa. Bílkoviny, jakožto stavební jednotky organismu, jsou nezbytné pro správné fungování celého organismu a jejich nedostatek se projeví i poruchou centrálního nervového systému, která se může projevit jako záchvat. " Dieta s nedostatkem aminokyselin může výrazně zvýšit náchylnost k epileptickým záchvatům u potkanů " uvedl tým vědců z University of California. Taurin je jednou z neesenciálních aminokyselin, která ovlivňuje správnou funkci nervového systému. Nedostatek této aminokyseliny je všeobecně znám jako příčina záchvatů u lidí, koček a psů. (ALDERSON, 2003) Kromě ochranných a inhibičních účinků na nervový systém, taurin také ovlivňuje hladinu cukru v krvi, napomáhá využití sodíku, vápníku a hořčíku. Zdá se, že taurin ihhibuje neurotransmitery a oslabuje centrální nervový systém. Proto by mohl být využíván jako přírodní antiepileptikum. Je zřejmé, že tato aminokyselina je velmi důležité ve výživě psů postižených epilepsií. (LANGFORD, 2000)

7.2 Enzymy Enzymy jsou katalyzátory, které urychlují biochemické reakce v těle. Jsou zapojeny téměř ve všech tělesných procesech, včetně budování a fungování mozku a nervového systému. Existují dvě hlavní skupiny enzymů: metabolické a zažívací. Metabolické enzymy jsou katalyzátory biochemických reakcí v rámci samotných buněk a jsou odpovědné za řádné fungování všech orgánů a tkání těla. Metabolické enzymy také napomáhají při budování těla pomocí bílkovin, sacharidů a tuků. Jsou důležité při výstavbě nových tkání a buněk, včetně buněk nervového systému. Trávicí enzymy pomáhají při degradaci potravin, což umožňuje vytvářet živiny, které jsou následně absorbovány do krevního řečiště. Enzymy se nacházejí jak v syrové a nezpracované potravině, tak i v těle samotném. Existují tři kategorie trávicích enzymů: amylázy, proteázy a lipázy. Amyláza štěpí sacharidy, proteáza pomáhá trávit bílkoviny a lipázy pomáhá při trávení tuků.

32

Pokud podáváme potravu vařenou, v žaludku není dostatek trávících enzymů pro její zpracování. Žaludek signalizuje mozku, že je zapotřebí větší množství trávících enzymů a mozek stimuluje enzymy z jiných orgánů (játra, srdce, ledviny, …) k transportu do žaludku. Poté se enzymy přítomné v žaludku nazývají „enzyme robbing“. V období vyčerpání potřebných enzymů z orgánů může dojít k jejich dysfunkci a onemocnění. K tomuto procesu nemusí dojít, pokud psa krmíme pouze syrovou stravou. Syrové potraviny obsahují vlastní enzymy a eliminují potřebu žaludku stimulovat přenos enzymů z jiných orgánů. Strava bohatá na syrové živočišné a rostlinné materiály poskytuje bohatý zdroj doplňkových enzymů nezbytných pro zachování dobrého zdravotního stavu. (ALDERSON, 2003)

7.3 Vitamíny Vitamíny působí jako katalyzátory pro uvolnění živin. Vitamíny nacházející se v syrových potravinách jsou téměř úplně zničeny teplem použitým při výrobě průmyslových krmiv. Vitamíny existují ve dvou základních formách. Vitamíny rozpustné ve vodě a rozpustné v tucích. Vitamin B a vitamin C jsou rozpustné ve vodě, a jakýkoli přebytek se odfiltruje z těla během čtyř až osmi hodin. Z tohoto důvodu by vitamin B a vitamin C měly být konzumovány v každém jídle. Jednoduše řečeno, vitaminem B a vitaminem C se nezle předávkovat. Vitamín A, D, E a K jsou rozpustné v tucích, a pokud je konzumován jejich přebytek, jsou uloženy v těle. Stejně jako lidé, i psi mají vitamínové požadavky k udržení dobrého zdravotního stavu. Nedostatek potřebných vitaminů vede k nemocem a dysfunkcím. Existují různé nedostatky vitamínů, které jsou spojeny se záchvaty u psů. (ALDERSON, 2003) 7.3.1 Vitamín B Vitamin B (B Complex), je křehký, ve vodě rozpustné vitamín, který je nezbytný pro řadu důležitých tělesných funkcí, včetně asimilace tuků a bílkovin, podpory biochemických reakcí a tvorby červených krvinek. Nedostatek vitamínu B6, B12 a kyseliny listové se podílí na záchvatech. Jednotlivé části vitaminu B jsou synergické s dalšími vitamíny a měly by být dodávány v komplexní formě, aby se zabránilo nerovnováze. Nedostatek vitaminu B je typickou příčinou záchvatů u lidí i psů. Protože jsou tyto vitamíny snadno

33

degradovatelné tepelnou úpravou potravy, často chybí v komerčních krmivech pro psy. Pokud krmíme psa těmito krmivy, je zapotřebí dodávat komplex vitamínu B. 7.3.2 Vitamín C Vitamín C je synergický vitamin, který pracuje ve spojení se všemi ostatními vitamíny a minerály, které tělo psa potřebuje pro dobré zdraví. Vitamín C chrání před alergií a virovými onemocnění. Je antioxidantem, který chrání tělo před škodlivými vlivy a napomáhá proti vedlejším účinkům různých léků. Jedná se o ve vodě rozpustných vitamín, u kterého není prokázána přímá spojitost se záchvaty, ale protože se jedná o vitamín synergický, jeho nedostatek by mohl nepřímo zapříčinit záchvat. (ALDERSON, 2003) 7.3.3 Vitamín E Vitamín E funguje primárně jako antioxidant a ochrana proti poškození buněčných membrán. Intenzivně spolupracuje s dalšími antioxidanty, zejména s vitamínem C a selenem. Jako antioxidant hraje vitamín E velmi důležitou roli při odbourávání volných radikálů. Volné radikály (nestabilní molekuly) mohou společně s poraněním hlavy a působením některých chemických látek vyvolat záchvaty. Navíc záchvaty samy vytvářejí více volných radikálů. Tyto faktory mohou vést až k cyklickému opakování záchvatů. U lidí bývá léčba antikonvulzivní léky spojena se snížením hladiny vitaminu E v těle. Předpokládá se, že nedostatek vitaminu E může zhoršit záchvaty. Poznatky z některých současných studií v oblasti lidské epilepsie ukazují, že přidáním vitamínu E ke stravě epileptika můžeme snížit frekvenci záchvatů, avšak u psů dosud není tato teorie potvrzena.

7.4 Minerály Minerály nejsou v těle psa přítomny a musí být dodávány potravou. V procesu výroby krmiv dojde ke ztrátě 50-80% minerálních látek, což může mít za následek deficit minerálů v organismu psa. Stejně jako nedostatek vitamínů, i nedostatek minerálů může způsobit častější výskyt záchvatů. Minerály jsou synergické s některými vitaminy a enzymy. Zajišťují širokou škálu funkcí v těle, včetně podpory zdravého nervového systému. Stopové nedostatky mohou vyplývat z nedostatku minerálních látek v potravinách. Minerály, o kterých je známo, že jejich nedostatky způsobují záchvaty, jsou: hořčík, 34

mangan, selen, zinek a vápník. Použití minerálních doplňků musí být provedeno pod vedením veterinárního lékaře nebo výživového poradce. Na rozdíl od průmyslových krmiv nebo vařené stravy, vyvážená syrová strava umožňuje zachování vitamínů, minerálů a enzymů v potravě beze změn a tím i jejich lepší využití. (THIESSEN, 2008)

35

8

ZÁVĚR Výzkum idiopatické epilepsie psů je úzce spjat s výzkumem epilepsie lidí.

V počátcích výzkumu idiopatické epilepsie se vědci zaměřovali především na studii kandidátních genů. Bohužel výsledky těchto studií nebyly dostačující, většina kandidátních genů byla úplně vyloučena ze spojitosti s epilepsií psů, u některých byla dokázaná souvislost pouze minimální. Výzkum za pomocí SNP map a čipů je sice přesný rychlý a spolehlivý, ale jeho nevýhodou je značná finanční náročnost. Zároveň je zapotřebí získat velký počet DNA vzorků od mnoha plemen psů, což se nyní úspěšně daří Dr. Lohi, jehož DNA banka nyní obsahuje kolem 40 000 vzorků DNA od více než 250 plemen psů. Nicméně z důvodu vysoké finanční náročnosti je výzkum idiopatické epilepsie psů spíše otázkou budoucnosti. Za pomocí výzkumů, které doposud byly realizovány, bylo odhaleno několik genů kandidátních, ale nelze vyloučit, že se jedná o onemocnění polygenní. Předpokládaná dědičnost onemocnění je autosomálně recesivní. U některých plemen psů jsou dokonce dostupné DNA testy, které mají zaručit eliminaci onemocnění. Správná výživa psů trpících epilepsií je klíčem ke správné kontrole a snížení četnosti záchvatů. Za ideální se považuje krmit psa tepelně neupravenou stravou bez konzervačních látek a barviv s vyváženým poměrem všech potřebných živin. Na sestavení krmné dávky by se vždy měl podílet veterinární lékař a kvalifikovaný výživový poradce a každá změna v jídelníčku by měla být předem konzultována. Je možné, že zvýšením dávky vitamínu E lze snížit výskyt záchvatů, ale prakticky tato teorie zatím nebyla potvrzena. Další významnou složkou stravy epileptika je taurin, který má ochranné a inhibiční účinky na nervový systém a nejen že ovlivňuje hladinu cukru v krvi, ale také napomáhá využití sodíku, vápníku a hořčíku. Je zřejmé, že taurin inhibuje neurotransmitery a oslabuje CNS. Proto by mohl být využíván jako přírodní antiepileptikum. Přesvědčivé potvrzení nebo vyloučení výsledků testů, které doposud byly publikovány, může být provedeno v budoucnu s novými technologiemi za využití SNP map, které by měly podat přesné a rychlé výsledky a tím napomoci jak léčbě epilepsie u lidí, tak i u psů. V budoucnosti snad díky těmto výzkumům bude možné sestavit krmivo vhodné pro jednotlivá plemena psů podle jejich genomu, ale v dnešní době není znám ani přesný způsob dědičnosti onemocnění, natož jeho spojitost s výživou. 36

9 LITERATURA ALDERSON C., 2003 : The Role of a Natural Healthy Diet in the Management of Canine Epilepsy. Canine Epilepsy Resources [online]. 2003 [cit. 2014-04-24]. Dostupné z: http://www.canine-epilepsy.com/healthydiet.html BREEN, Matthew. NC State University, College of Veterinary Medicine: Department of Molecular Biomedical Sciences. NC State University, College of Veterinary Medicine: Department of Molecular Biomedical Sciences [online]. [cit. 2014-04-14]. Dostupné z: http://www.cvm.ncsu.edu/mbs/breen_m02.htm CANINE EPILEPSY : The No.1 online resource for canine epilepsy [online]. 2005 [cit. 2014-04-18]. Dostupné z: http://www.canineepilepsyco.uk/Research/gene.htm DNA. [online]. [cit. 2014-04-09]. Dostupné z: http://biobook.nerinxhs.org/bb/genetics/ dna.htm DOSTÁL J., 2007: Genetika a šlechtění plemen psů. České Budějovice: Dona. ISBN 80732-2104-7. DVORAK R., 2011: Canine Epilepsy Resources. [online]. [cit. 2014-04-09]. Dostupné z: http://www.canine-epilepsy.com/Why.html EKENSTEDT K., 2011: Candidate genes for idiopathic epilepsy in four dog breeds. BMC Genetics [online]. [cit. 2014-04-14]. Dostupné z: http://www.biomedcentral.com/ 14712156/12/38 HANZLÍČEK, D., 2014: Klub AST. Klub AST [online]. [cit. 2014-03-21]. Dostupné z: http://www.klubast.cz/ncla.htm HANZLÍK M. a KŘEČEK J., 2014: Hydrocefalus. Klinika malých zvířat [online]. [cit. 2014-03-16]. Dostupné z: http://www.petklinika.cz/informace-o-zvirecich-nemocech/ hydrocefalus JOHNSON G. a PATTERSON N., 2003 : Canine Epilepsy Research [online]. [cit. 201404-21]. Dostupné z: http://www.canine-epilepsy.net/cerc.html KOČÁREK, E., 2008: Genetika: obecná genetika a cytogenetika, molekulární biologie, biotechnologie, genomika. 2. vyd. Praha: Scientia, ISBN 978-80-86960-36-4. KREUTZER R.,LEEB T., MÜLLER G.,MORITZ A.,BAUMGÄRTNER W., 2005: A duplication in the canine β-galactosidase gene GLB1 causes exon skipping and GM1gangliosidosis in Alaskan Huskies, Genetics 170 (2005), pp. 1857-1861. LANGFORD, W., 2000: Epilepsy-Self Help: Self-help to Good Health. 3service.freeservers [online]. 2000 [cit. 2014-04-24]. Dostupné z: http://3service. freeservers.com/E18.html LENDORFF A., 2009 : Juveni le epilepsy and cerebellar cortical abiotrophy in lagotto romagnolo dogs [online]. Chambésy-Geneva, 2009 [cit. 2014-04-25]. Dostupné z: http://www.lagotto-club.ch/web2004/dokumente/JUVENILE_EPILEPSYREPORT_ SWISS_LAGOTTO_CLUB_JULY_2009.pdf MITCHELL M., 2011: Canine Epilepsy Resource., [online]. [cit. 2014-04-09]. Dostupné z: http://www.canine-epilepsy.com/overview.html

37

MÜLLER G., 2001: Die GM1-Gangliosidose beim Alaskan Husky unter besonderer Berücksichtigung der neuropathologischen Veränderungen, Diss. Universität Gießen (Německo). NEČÁSEK J., 1997: Genetika. 2. vyd. Praha: Scientia, 112 s. ISBN 80-718-3085-2. O´BRIEN D., 2002: Canine Epilepsy Network. Canine Epilepsy Network [online]. [cit. 2014-04-09]. Dostupné z: http://www.canine-epilepsy.net/basics/basics_index.html O´BRIEN D., 2004: Canine-epilepsy. [online]. 2004 [cit. 2014-04-21]. Dostupné z: http://www.canine-epilepsy.net/myoclonus.html Researcher Hannes Lohi receives an award worth EUR 75,000 - Canine genetic research also helps understand human diseases. In: Orion [online]. Orion-Farmos Research Foundation, 2012 [cit. 2014-04-25]. Dostupné z: http://orion.fi/en/News-andmedia/Press-releases2/Archive/16/Researcher-Hannes-Lohi-receives-an-award-worthEUR-75000---Canine-genetic-research-also-helps-understand-human-diseases/ ROBERTS, MC., 2003: Canine Epilepsy Research. Canine Epilepsy Research: Dr Thomas's Updates on Canine Epilepsy Research [online].[cit. 2014-04-24]. Dostupné z: http://www.canine-epilepsy.com/researchupdates.html ROWLES J. a OLSEN M., 2012: Perspectives on the Development of Antioxidant Antiepileptogenic Agents. In: Mini-Reviews in Medicinal Chemistry [online]. [cit. 201404-24]. DOI: 10.2174/138955712802762266. Dostupné z: http://www. eurekaselect.com/102529/article SATOH H., YAMATO O., ASANO T., YAMASAKI M., MAEDE Y., 2004: Increased concentration of GM1-ganglioside in cerebrospinal fluid in dogs with GM1- and GM2gangliosidoses and its clinical application for diagnosis, Journal of Veterinary Diagnostic Investigation 16 (2004), pp. 223-226. SEPPÄLÄ E. H.,JOKINEN T. S.,FUKATA M.,FUKATA Y.,WEBSTER M. T., KARLSSON E. K., KILPINEN S. K., STEFFEN F., DIETSCHI E., LEEB T.,EKLUND R., ZHAO X.,RILSTONE J. J.,LINDBLAD-TOH K.,MINASSIAN B. A.,LOHI H. a HORWITZ. M.S., 2011: LGI2 Truncation Causes a Remitting Focal Epilepsy in Dogs. PLoS Genetics [online]. 2011-7-28, vol. 7, issue 7, e1002194- [cit. 2014-04-25] DOI: 10.1371/journal.pgen.1002194. Dostupné z: http://dx.plos.org/10.1371/journal .pgen.1002194 SEPPÄLÄ E. H.,KOSKINEN L. L. E.,GULLØV C. H.,JOKINEN P., KARLSKOVMORTENSEN P.,BERGAMASCO L.,BARANOWSKA KÖRBERG I., CIZINAUSKAS S.,OBERBAUER A. M.,BERENDT M.,FREDHOLM M.,LOHI H., SINGH S. R., 2012: Identification of a Novel Idiopathic Epilepsy Locus in Belgian Shepherd Dogs. PLoS ONE [online]. 2012-3-23, vol. 7, issue 3 [cit. 2014-04-25]. DOI: 10.1371/journal.pone.0033549. Dostupné z: http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone. 0033549 ŠÍPEK, A., 2013: Základní typy dědičnosti. Vrozené vývojové vady [online]. [cit. 201404-24] Dostupné z: http://www.vrozene-vady.cz/genetika/index.php?co=dedicnost ŠRENK, P., 1995: Epilepsie psů. Pes přítel člověka. číslo 5/1995. str.7-8 a 16. Praţská vydavatelská společnost. ISSN: 0231-5424.

38

THIESSEN, D. M., 2008 : Take Control of Your Health: The Awful Truth About Eating Grains [online]. 2008 [cit. 2014-04-25]. Dostupné z: http://articles.mercola.com/sites/ articles/archive/1999/08/8/truth-about-eating-grains.aspx URBAN T., 2012: Kiwi Mendelu: Genetický výkladový slovník. [online]. [cit. 2014-0321]. Dostupné z: http://user.mendelu.cz /urban/vsg1/geneticky_slovnik.html YAMATO O., JO E.-O., CHANG H.-S., SATOH H., SHODA T., SATO R., UECHI M., KAWASAKI N., NAITO Y., YAMASAKI M., MAEDE Y., ARAI T., 2008: Molecular screening of canine GM1 gangliosidosis using blood smear specimens after prolonged storage: detection of carriers among shiba dogs in northern Japan, Journal of Veterinary Diagnostic Investigation 20 (2008), pp. 68-71.

39

10 SEZNAM ZKRATEK CNS – centrální nervová soustava DNA – deoxyribonukleová kyselina CT – počítačová tomografie MRI – magnetická rezonance CSF - cerebrospinal fluid, mozkomíšní mok RTG – rentgen IE – idiopatická epilepsie PNA – progresivní neuronální abiotrofie EEG – elektorencefalogram BFJE – benigní familiární juvenilní epilepsie BHT – Butylhydroxytoluol BHA – Butylhydroxyanisol BARF – Bone and Raw Food

40

11 PŘÍLOHY Tabulka 2: počty psů vybraných plemen zasažených epilepsií.10

10

Zdroj: http://www.canine-epilepsy.net/cerc.html

41

42