UNIVERSITEIT GENT
FACULTEIT DIERGENEESKUNDE
Academiejaar 2012 – 2013
NUTRITIONELE ONDERSTEUNING BIJ OSTEOARTHRITIS BIJ HET PAARD
Door
Annemarie HOOGSTAD
Promotoren:
Dierenarts Sofie Dupont Prof. dr. Myriam Hesta
Literatuurstudie in het kader van de Masterproef
© 2013 Annemarie Hoogstad
Universiteit Gent, haar werknemers of studenten bieden geen enkele garantie met betrekking tot de juistheid of volledigheid van de gegevens vervat in deze masterproef, noch dat de inhoud van deze masterproef geen inbreuk uitmaakt op of aanleiding kan geven tot inbreuken op de rechten van derden Universiteit Gent, haar werknemers of studenten aanvaarden geen aansprakelijkheid of verantwoordelijkheid voor enig gebruik dat door iemand anders wordt gemaakt van de inhoud van de masterproef, noch voor enig vertrouwen dat wordt gesteld in een advies of informatie vervat in de masterproef.
UNIVERSITEIT GENT
FACULTEIT DIERGENEESKUNDE
Academiejaar 2012 – 2013
NUTRITIONELE ONDERSTEUNING BIJ OSTEOARHTRITIS BIJ HET PAARD
Door
Annemarie HOOGSTAD
Promotoren:
Dierenarts Sofie Dupont Prof. dr. Myriam Hesta
Literatuurstudie in het kader van de Masterproef
© 2013 Annemarie Hoogstad
VOORWOORD Ik zou graag een aantal mensen willen bedanken. Ten eerste wil ik mijn beide promotoren bedanken: dierenarts Sofie Dupont en Prof. dr. Myriam Hesta. Door hun adviezen, feedback en opbouwende kritiek is mijn literatuurstudie geworden tot wat het nu is. Daarnaast wil ik mijn ouders bedanken voor hun steun en advies, zij maken het mogelijk voor mij om deze studie te volgen. Mijn moeder, Ria Hoogstad, die keer op keer mijn literatuurstudie heeft nagekeken en mijn vader, Hans Hoogstad, die de literatuurstudie heeft uitgeprint. Ik wil mijn vriend, Mark Albers, bedanken voor alles. Tenslotte wil ik alle mensen bedanken, die ik hier niet heb genoemd, maar die toch belangrijk zijn voor mij. Het feit dat ik hun namen niet heb genoemd, wil niet zeggen dat ik hen vergeten ben. Bedankt.
INHOUDSOPGAVE
SAMENVATTING .......................................................................................................................... 1 INLEIDING ..................................................................................................................................... 2 LITERATUURSTUDIE ................................................................................................................... 3 1. Osteoarthritis ............................................................................................................................. 3 1.1. Etiologie, voorkomen en pathogenese ................................................................................... 3 1.2. Symptomen en diagnose ........................................................................................................ 4 1.3. Medicamenteuze behandeling ............................................................................................... 5 2. Nutritionele ondersteuning bij osteoarthritis .............................................................................. 6 2.1. Orale chondroprotectiva: glucosamine en chondroitine sulfaat ............................................. 6 2.1.1. Beschikbaarheid na orale opname ...................................................................................... 7 2.1.2. Werkingsmechanisme ......................................................................................................... 7 2.1.2.1. Glucosamine ..................................................................................................................... 8 2.1.2.2. Chondroitine sulfaat.......................................................................................................... 9 2.1.2.3. Combinatie glucosamine en chondroitine sulfaat ............................................................. 9 2.1.3. Klinische studies en profylactisch en/of ondersteunend gebruik....................................... 10 2.1.4. Veiligheid, dosering en kwaliteit ........................................................................................ 12 2.2. Omega-3 vetzuren ................................................................................................................ 14 2.2.1. Beschikbaarheid na orale opname .................................................................................... 15 2.2.2. Werkingsmechanisme ....................................................................................................... 15 2.2.3. Klinische studies en profylactisch en/of ondersteunend gebruik....................................... 18 2.2.4. Veiligheid, dosering en kwaliteit ........................................................................................ 19 BESPREKING ............................................................................................................................. 21 REFERENTIELIJST .................................................................................................................... 24
SAMENVATTING Osteoarthritis is een frequent voorkomende oorzaak van kreupelheid bij het paard. De etiologie is nog niet volledig opgehelderd, maar het ontstekingsproces ter hoogte van het gewricht speelt een belangrijke rol. De aandoening ontstaat voornamelijk door overbelasting of trauma van een gewricht. Het volledige gewricht wordt aangetast met pijn, warmte, zwelling en kreupelheid tot gevolg. De medicamenteuze therapie bestaat uit het toedienen van ontstekingsremmers, zowel systemisch als lokaal. Via de voeding kunnen glucosamine, chondroitine sulfaat en omega-3 vetzuren een rol spelen bij de totaalbehandeling en/of de preventie van osteoarthritis. Glucosamine en chondroitine sulfaat behoren tot de chondroprotectiva. Ter hoogte van het gewricht oefenen zij een anti-inflammatoire werking uit, tevens wordt de afbraak van kraakbeen verminderd en de opbouw van kraakbeen gestimuleerd. Uit klinische studies blijkt, na toediening van beide stoffen, een verminderde kreupelheid en een betere beweegbaarheid van het gewricht. Ze zijn relatief veilig in gebruik, commercieel verkrijgbaar en kunnen gemakkelijk als poeder over het voer aan het paard worden toegediend. Omega-3 vetzuren oefenen, door middel van hun eindproducten na metabolisatie, een antiinflammatoire werking uit. De omega:6-omega:3 ratio in het voer en in het plasma is van belang en moet laag zijn. Uit omega-3 vetzuren worden anti-inflammatoire eicosanoïden gevormd, in tegenstelling tot de pro-inflammatoire eicosanoïden uit omega-6 vetzuren. Ter hoogte van het gewricht resulteert dit in een ontstekingsremmende werking. De voornaamste bron van omega-3 vetzuren voor het paard is lijnzaadolie, een andere bron is visolie. Er zijn eveneens commercieel verkrijgbare voedingssupplementen die rijk zijn aan omega-3 vetzuren. Uit klinische studies is gebleken dat er een verbetering van de symptomen optreedt na toediening van omega-3 vetzuren. Het gebruik van omega-3 vetzuren bij het paard is veilig, mits de producten van goede kwaliteit zijn, juist bewaard en gedoseerd worden.
Key words: Chondroitine sulfaat – Glucosamine – Omega-3 vetzuren – Osteoarthritis – Paard
INLEIDING Osteoarthritis is een frequent voorkomende aandoening, zowel in de diergeneeskunde, als in de humane geneeskunde. Het betreft een progressieve, degeneratieve aandoening van de gewrichten. Dit gaat onder andere gepaard met pijn, zwelling, warmte en kreupelheid. De aandoening heeft een grote invloed op de kwaliteit van leven en, specifiek voor het paard, een belangrijk effect op het gebruiksdoel en/of de sportcarrière. Kreupelheid is een veelvoorkomend probleem bij sportpaarden en osteoarthritis is niet zelden de oorzaak van deze kreupelheid. Exacte cijfers wat betreft de prevalentie van osteoarthritis zijn niet bekend, mede omdat het niet gemakkelijk is een precieze diagnose te stellen. De etiologie van osteoarthritis is nog niet volledig opgehelderd, maar men neemt aan dat een ontstekingsreactie een belangrijke rol speelt. Hieruit volgt de meest gebruikte en algemeen aanvaarde behandeling. Deze is erop gericht om de ontstekingsreactie tot rust te brengen door systemische en lokale toediening van ontstekingsremmers (Kidd et al., 2001). In de humane geneeskunde is er uitgebreid onderzoek gedaan naar de mogelijkheid om de medicamenteuze behandeling te combineren met voedingssupplementen. Bij de gezelschapsdieren is er ook enig onderzoek naar de ondersteunende werking van voedingssupplementen gedaan. De medicamenteuze behandeling, bestaande uit het toedienen van ontstekingsremmers, heeft immers vaak negatieve nevenwerkingen op de algemene gezondheid van mens en dier. Ook worden er negatieve effecten ter hoogte van de gewrichten bemerkt. Men heeft onderzoek gedaan naar de mogelijkheid om de medicamenteuze therapie te ondersteunen met voedingssupplementen. In de humane geneeskunde is dit gemakkelijker dan in de dierengeneeskunde en het overgrote deel van het onderzoek is dan ook afkomstig uit de humane geneeskunde. Hieruit bleek dat de ernst van de symptomen verminderde bij toediening van specifieke voedingssupplementen en dat de dosis van de gebruikte ontstekingsremmers verlaagd kon worden, terwijl toch eenzelfde effect werd bereikt. In de diergeneeskunde is er voornamelijk onderzoek gedaan bij gezelschapsdieren, hierbij kwam men tot dezelfde conclusie. Als voedingssupplementen werden glucosamine, chondroitine sulfaat en omega-3 vetzuren gebruikt (Platt, 2001, Dechant en Baxter, 2007). Deze literatuurstudie is toegespitst op het gebruik van voedingssupplementen bij het paard. Met name de mogelijkheid om nutritionele ondersteuning te bieden bij de behandeling en de preventie van osteoarthritis. Gezien de kostprijs en vooral de negatieve bijwerkingen van de huidige medicamenteuze therapie, is het zinvol om te onderzoeken wat er op nutritioneel vlak ondernomen kan worden. Kunnen voedingssupplementen een ondersteunende rol spelen in de totaalbehandeling van osteoarthritis en/of kunnen zij preventief aangewend worden? Indien dit mogelijk is, welke voedingssupplementen komen in aanmerking en waarmee moet men rekening houden in verband met de werkzaamheid en de veiligheid? Welke effecten mag men verwachten bij het gebruik van voedingssupplementen? In deze literatuurstudie zijn de verschillende onderzoeken en resultaten samengevat, hierdoor is het mogelijk een beeld te vormen wat er op nutritioneel vlak mogelijk is bij de behandeling en de preventie van osteoarthritis bij het paard.
2
LITERATUURSTUDIE 1. OSTEOARTHRITIS 1.1. Etiologie, voorkomen en pathogenese Osteoarthritis is een degeneratief proces ter hoogte van de gewrichten waarbij het kraakbeen, het subchondrale been en de weke delen worden aangetast. Het komt frequent voor bij paarden, voornamelijk ten gevolge van overbelasting, ongelijke belasting van de gewrichten of een trauma. Het wordt gekenmerkt door degeneratie van het kraakbeen, subchondrale beensclerose, vorming van osteofyten, ontsteking van het gewrichtskapsel en fibrose van de peri-articulaire weke delen. Het is een traag en progressief proces, waarbij de kans op herstel het grootst is als er wordt ingegrepen in de beginfase van de aandoening. Overbelasting en een foutieve conformatie van het gewricht worden geacht predisponerend te werken (Kidd et al., 2001). De pathogenese is niet volledig opgehelderd, maar men neemt aan dat het een samenspel is tussen mechanische
factoren,
ontstekingsmediatoren
en
mediatoren
met
een
invloed
op
het
kraakbeenmetabolisme ter hoogte van het gewricht (fig. 1). Als mechanische factor speelt de belasting op de gewrichtsstructuren een cruciale rol. Wat betreft het kraakbeenmetabolisme is er een disbalans tussen de anabole en katabole processen met degeneratieve veranderingen van het kraakbeen tot gevolg. Diverse cytokines, enzymen en andere ontstekingsmediatoren hebben een negatieve invloed op het metabolisme, waaronder interleukine-1β (IL-1β), prostaglandine E2, stikstofoxide, matrix metalloproteïnases (MMP’s) en proteasen. IL-1β is het belangrijkste pro-inflammatoire cytokine in het gewricht. De disbalans in het metabolisme leidt tot vrijstelling van proteoglycanen uit de extracellulaire matrix en een vermindering van het schokabsorberend vermogen van het kraakbeen. Tevens zijn er veranderingen in het gewrichtsvocht en subchondrale sclerose waar te nemen. Synoviumcellen fagocyteren losgekomen kraakbeenfragmenten en worden gestimuleerd om cytokines en MMP’s te produceren. Er ontstaat een vicieuze cirkel, waarin ook het gewrichtskapsel betrokken raakt, met fibrose van de weke delen tot gevolg (Kidd et al., 2001, Neil et al., 2005a, Goodrich en Nixon, 2006).
3
Fig. 1. Diagram dat de veranderingen in het gewricht weergeeft en de effecten daarvan. Elk van deze processen leidt tot functieverlies van het gewricht en een combinatie van processen kan leiden tot osteoarthritis (uit Goodrich en Nixon, 2006).
1.2. Symptomen en diagnose Over het algemeen wordt er een traag progressieve kreupelheid waargenomen, die meestal bilateraal blijkt te zijn. Mogelijk zijn er nog andere symptomen waar te nemen, waaronder pijn en warmte ter hoogte van het gewricht, een verminderde beweeglijkheid en een variabele opzetting van het gewricht (Kidd et al., 2001). De diagnose kan niet met honderd procent zekerheid gesteld worden aan de hand van de klinische symptomen. Daarnaast is het lokaliseren van het proces niet gemakkelijk. Een degelijk klinisch onderzoek is van belang om eventuele uitwendige veranderingen ter hoogte van het gewricht vast te stellen, gevolgd door een uitgebreid kreupelheidsonderzoek met inbegrip van lokale anesthesie. Om de aandoening in beeld te brengen kan er gebruik worden gemaakt van radiografie, scintigrafie en eventueel magnetic resonance imaging (MRI). Op röntgenopnames is er in het beginstadium weinig tot niets afwijkends te zien. In een later stadium kan men osteofyten, subchondrale sclerose, vernauwing van de gewrichtsruimte en zwelling van de weke delen waarnemen. Scintigrafie geeft de plaatsen weer waar het beenmetabolisme verhoogd is en is vooral bruikbaar in het acute stadium. In het geval van chronische of traag progressieve processen is er geen verhoogd beenmetabolisme meer aanwezig. MRI geeft een uitzonderlijk goed beeld van het gewricht, maar is helaas zelden tot nooit beschikbaar. Onderzoek van het synoviaalvocht en serummarkers kan helpen om het onderscheid te maken tussen infectieuze arthritis, traumatische arthritis en osteoarthritis. Een arthroscopie levert een direct beeld van de structuren in het gewricht en is zeer goed om de aandoening in een vroeg stadium te diagnosticeren. Aan de uitvoering ervan zijn echter nadelen verbonden wat betreft ervaring van de chirurg, materiaal en de kosten (Kidd et al., 2001).
4
1.3. Medicamenteuze behandeling De behandeling van osteoarthritis in het vroege stadium heeft de meeste kans op succes, in het bijzonder voordat er veranderingen in het subchondrale been zijn opgetreden. Men tracht de progressie van de degeneratieve veranderingen te vertragen (Goodrich en Nixon, 2006). De behandeling van osteoarthritis is erop gericht de ontstekingsreactie in het gewricht te verminderen, dan wel onder controle te houden met behulp van ontstekingsremmers. Dit kan men realiseren door niet-steroidale-ontstekingsremmers (NSAID’s) toe te dienen, meestal per os en soms intraveneus. Als bijkomende anti-inflammatoire therapie kan men corticosteroïden intra-articulair inspuiten. Aan het gebruik van NSAID’s en corticosteroïden zijn echter nadelen en neveneffecten verbonden, waaronder irritatie van het gastro-intestinaal kanaal en een inhiberende werking op de proteoglycaan synthese. Dit verschilt echter naar gelang het gebruikte product (Goodrich en Nixon, 2006). Het ondersteunen van het kraakbeenmetabolisme kan door de parenterale en/of intra-articulaire toediening van hyaluronzuur en gepolysulfateerde glycosaminoglycanen. Tevens hebben deze een anti-inflammatoire werking en verbeteren de kwaliteit van het gewrichtsvocht (Goodrich en Nixon, 2006). Daarnaast kan nutritionele ondersteuning een belangrijke bijdrage leveren in de preventie en de totaalbehandeling van osteoarthritis.
5
2. NUTRITIONELE ONDERSTEUNING BIJ OSTEOARTHRITIS Osteoarthritis is een frequent voorkomende aandoening en wordt doorgaans medicamenteus behandeld. Deze behandeling geeft het beste resultaat bij aanwending in een relatief vroeg stadium, maar er zijn ongewenste bijwerkingen bekend. Men heeft onderzoek gedaan naar de mogelijke positieve effecten van diverse voedingssupplementen op de pathologische veranderingen in het gewricht. Gecombineerd met de huidige medicamenteuze behandeling wordt er waarschijnlijk een ondersteunend effect bekomen. Bij het gebruik van voedingssupplementen treedt er mogelijk een preventieve werking op ter hoogte van het gewricht, mits er nog geen kraakbeenschade is opgetreden. Het betreft de volgende voedingssupplementen: glucosamine, chondroitine sulfaat en omega-3 vetzuren. 2.1. ORALE CHONDROPROTECTIVA: GLUCOSAMINE EN CHONDROITINE SULFAAT Chondroprotectiva worden ook wel beschreven als “structure modifying agents” of “disease modifying agents”. Het zijn voedingssupplementen met bestanddelen die een beschermende invloed uitoefenen op het kraakbeen in een gewricht en het metabolisme ten goede kunnen beïnvloeden. Ze worden verondersteld één of meer van de volgende eigenschappen te bezitten: stimulatie van chondrocyten teneinde de collageensynthese en proteoglycaansynthese te verhogen, de synthese van hyaluronzuur verhogen door de synoviale cellen te stimuleren, het inhiberen van enzymen die het kraakbeen afbreken en het tegengaan van thrombusvorming en thrombocyten aggregatie in het synoviaalvocht. Men verwacht dat door deze eigenschappen de gewrichtspijn en de inflammatoire reactie in het gewricht worden verminderd (Hanson, 1996, Platt, 2001). Glucosamine en chondroitine sulfaat worden als orale chondroprotectiva beschouwd aangezien zij moleculen bevatten die normaal gezien in kraakbeen voorkomen en een rol spelen in de in de homeostase van afbraak en aanmaak van kraakbeen. Daarnaast vertonen ze één of meer van bovenstaande eigenschappen (Platt, 2001). Glucosamine is aanwezig in een groot deel van de lichaamscellen. Het is een amino-monosaccharide gevormd uit glucose en glutamine. Het draagt voor een groot deel bij aan de vorming van diverse moleculen, die van belang zijn voor de kraakbeensynthese en homeostase in het gewricht, zoals glycosaminoglycanen (Davidson, 2000, Platt, 2001). Er zijn twee combinaties van glucosamine voor orale toediening: glucosamine hydrochloride en glucosamine sulfaat. Als oraal preparaat wordt glucosamine hydrochloride het meest frequent aangewend (Neil et al., 2005a). Chondroitine sulfaat is het meest voorkomende glycosaminoglycaan in het lichaam, het speelt een zeer grote rol in het gewrichtskraakbeen. Het bestaat uit afwisselende disaccharide subunits van glucuronzuur en gesulfateerd N-acetylgalactosamine (Davidson, 2000, Neil et al., 2005a). De ketens chondroitine sulfaat zijn een onderdeel van proteoglycanen, die voorkomen in het bindweefsel, de ligamenten, pezen en het gewrichtskraakbeen (Platt, 2001). Er zijn twee soorten chondroitine sulfaat, afhankelijk van de plaats waar N-acetylgalactosamine is gebonden. Chondroitine-4 sulfaat komt het meest voor in immatuur kraakbeen, chondroitine-6 sulfaat komt meer voor naarmate het kraakbeen ouder wordt (Neil et al., 2005a).
6
2.1.1. Beschikbaarheid na orale opname In de maag wordt niet-geïoniseerd glucosamine vrijgesteld uit de glucosamine-zouten, waarbij glucosamine hydrochloride de grootste hoeveelheid actief glucosamine levert (Wright, 2001). Glucosamine sulfaat is minder stabiel en heeft een lagere biologische beschikbaarheid dan glucosamine hydrochloride. Het is een kleine wateroplosbare molecule waarvan de absorptie wordt gemedieerd door glucose-transporters (Trumble, 2005). Bij paarden is er een matige absorptie vanuit het spijsverteringsstelsel en er is een first-pass effect door metabolisatie in de lever. Door het firstpass effect is er een lagere concentratie glucosamine in het bloed aanwezig. De orale beschikbaarheid van glucosamine hydrochloride is dus laag, namelijk 2,5 tot 5,9 %. Er is echter wel een groot distributievolume, doordat glucosamine ter hoogte van de weefsels actief wordt opgenomen (Du et al., 2004, Laverty et al., 2005). Glucosamine blijkt een tropisme te vertonen voor gewrichtskraakbeen, waardoor de concentratie in het kraakbeen hoger is dan de concentratie in het plasma (Trumble, 2005). Chondroitine sulfaat kan voorkomen in twee variaties, afhankelijk van de ketenlengte van de molecule. Laag moleculair gewicht (LMW) chondroitine sulfaat vertoont een hogere absorptie doorheen het spijsverteringsstelsel, hoog moleculair gewicht (HMW) chondroitine sulfaat wordt minder goed opgenomen (Adebowale et al., 2000). Wright (2001) concludeerde, uit studies van andere auteurs, dat er geen absorptie plaatsvond na orale toediening van chondroitine sulfaat bij het paard. Het tegendeel werd echter bewezen door Eddington et al. (2001) en Du et al. (2004). Zij hebben in een studie aangetoond dat er bij het paard goede absorptie optreedt in het spijsverteringsstelsel na orale toediening van LMW chondroitine sulfaat. De biologische beschikbaarheid was bij het paard 32% voor chondroitine sulfaat van 8,0 kDa en 22% voor chondroitine sulfaat van 16,9 kDa (Eddington et al., 2001, Du et al., 2004). Eveneens is er bij chondroitine sulfaat een tropisme voor kraakbeen en synoviaalvocht aangetoond, met een accumulatie ter hoogte van het gewricht (Hanson, 1996). 2.1.2. Werkingsmechanisme De werking van glucosamine en chondroitine sulfaat berust op de volgende drie pijlers: het verminderen en/of vertragen van de kraakbeen afbraak, het stimuleren van de kraakbeen synthese en het tegengaan van de ontstekingsreactie (fig. 2) (Dechant en Baxter, 2007).
7
Fig. 2. Diagram dat de drie mogelijke manieren beschrijft waarop glucosamine (GU) en chondroitine sulfaat (CS) de pathogenese van osteoarthritis kunnen beïnvloeden (uit Dechant en Baxter, 2007).
2.1.2.1. Glucosamine Glucosamine gaat kraakbeenafbraak tegen door een remmende werking op de productie van ontstekingsmediatoren, waaronder prostaglandine E2 en stikstofoxide. Door een inhiberende werking op de synthese en de activiteit van diverse katabole factoren, zoals MMP’s, wordt de vrijstelling van proteoglycanen uit de kraakbeenmatrix geremd (Fenton et al., 2000, Orth et al., 2002, Byron et al., 2003, Schlueter en Orth, 2004, Neil et al., 2005b). De activiteit van reeds geactiveerde MMP’s wordt niet beïnvloed, maar er is een inhiberende invloed op de MMP eiwit expressie. Hieruit blijkt dat glucosamine een pretranslationele en mogelijk ook een translationele regulatie van MMP expressie bewerkstelligt (Byron et al., 2003). Volgens Neil et al. (2005a) verminderde glucosamine, naast voorgaande effecten, de door cytokines geïnduceerde expressie van induceerbaar stikstofoxidesynthetase en cyclo-oxygenase 2 (Neil et al., 2005a). De anti-inflammatoire activiteit van glucosamine werkt via een cyclo-oxygenase onafhankelijk mechanisme, hierdoor wordt het behoud van kraakbeen gepromoot en worden de negatieve effecten van NSAID’s tegen gegaan (McNamara et al., 1997, Wright, 2001). Daarnaast normaliseert glucosamine het kraakbeen-metabolisme. Het stimuleert de synthese
van
collageen,
glycosaminoglycanen,
proteoglycanen
en
hyaluronzuur
door
de
chondrocyten, fibroblasten en synoviumcellen. Door de synthese van proteoglycanen te stimuleren, vindt er een stabilisatie van de celmembranen plaats, waardoor de productie van pro-inflammatoire
8
enzymen wordt tegengegaan. Bij een stressrespons van het kraakbeen wordt de synthese van kraakbeen gestimuleerd, gedurende deze respons is er echter vaak een tekort aan substraat. Glucosamine kan het tekort aan precursoren voor de synthese van kraakbeen opvangen en de synthese op deze manier stimuleren (Hanson, 1996, McNamara et al., 1997, Anderson, 1999a, Platt, 2001, Neil et al., 2005a). Een bijkomend werkingsmechanisme is mogelijk de aanvoer van diëtair sulfaat bij het gebruik van glucosamine sulfaat. Het sulfaat wordt gebruikt voor de synthese van sulfaat bevattende aminozuren, dit zijn belangrijke bouwstenen van de glycosaminoglycanen van het kraakbeen (Cordoba en Nimni, 2003). 2.1.2.2. Chondroitine sulfaat Chondroitine sulfaat is in staat de degeneratie van het kraakbeen te remmen door competitieve inhibitie van katabole enzymen en inhibitie van de expressie en activiteit van MMP’s. De productie van IL-1β wordt geremd, dit is het belangrijkste pro-inflammatoire cytokine in het gewricht (Hanson, 1996, Orth et al., 2002, Dechant et al., 2005,
Neil et al., 2005a). De anti-inflammatoire werking van
chondroitine sulfaat blijkt, voor een klein deel, te berusten op een inhiberende werking van de prostaglandine E2 en stikstofoxide productie (Anderson, 1999a, Trumble, 2005). Volgens Orth et al. (2002) is deze invloed echter minimaal (Orth et al., 2002). Chondroitine sulfaat is eveneens in staat in te grijpen op het inflammatoire proces via cellulair gemedieerde processen en mogelijk zelfs via inhibitie van complement (Platt, 2001, Wright, 2001). Op de cyclo-oxygenase-2 pathway en op de regulatie van de genexpressie blijkt chondroitine sulfaat geen invloed te hebben (Neil et al., 2005b). Naast deze beschermende invloed, heeft chondroitine sulfaat een stimulerend effect op het metabolisme en op de kwaliteit van het kraakbeen. Chondroitine sulfaat is in staat de synthese van glycosaminoglycanen, proteoglycanen en collageen te stimuleren door middel van intracellulaire en extracellulaire mechanismen (Hanson, 1996, McNamara et al., 1997, Trumble, 2005). Tevens wordt de concentratie aan hyaluronzuur in het gewricht verhoogd en verbeteren de samenstelling en viscositeit van het gewrichtsvocht. Dit houdt verband met het anti-inflammatoire karakter van chondroitine sulfaat (Neil et al., 2005a, Trumble, 2005). Chondroitine sulfaat stimuleert de eigenschap van kraakbeen om reparatie en regeneratie uit te voeren. Stress situaties en/of druk blijken een belangrijke factor in het kraakbeenmetabolisme, aangezien het kraakbeen reageert door een verhoogde synthese respons, welke extra gestimuleerd wordt bij de aanwezigheid van chondroitine sulfaat (Platt, 2001). Het extra sulfaat, wat wordt aangevoerd via chondroitine sulfaat, kan gebruikt worden voor de aanmaak van sulfaat bevattende aminozuren (Cordoba en Nimni, 2003). 2.1.2.3. Combinatie glucosamine en chondroitine sulfaat Gezien glucosamine en chondroitine sulfaat beide enkele unieke eigenschappen bezitten, verwacht men een groter effect te bekomen bij toediening van een combinatiepreparaat. De beide stoffen werken inderdaad synergistisch, wat betreft de stimulatie van het kraakbeen metabolisme, productie van de kraakbeenmatrix, de vorming van glycosaminoglycanen, de anti-inflammatoire werking en het inhiberen van katabole enzymen (Hanson, 1996, Goodrich en Nixon, 2006). De werking van glucosamine en chondroitine sulfaat op de door IL-1β geïnduceerde effecten is samengevat in tabel 1.
9
Bij gebruik van een combinatiepreparaat kan er een lagere dosis aangehouden worden (Trumble, 2005, Neil et al., 2005a). De toediening van een combinatie van glucosamine en chondroitine sulfaat bewerkstelligt dus mogelijk een groter effect bij de behandeling of de preventie van osteoarthritis dan het effect dat men bekomt bij supplementatie van één van beide stoffen (Orth et al., 2002, Dechant et al., 2005). Het vermogen om het anabole kraakbeenmetabolisme te stimuleren is het grootst in ouder weefsel, tijdens stress situaties en onder druk, dit wordt veroorzaakt door de hypermetabolische status. Jong weefsel is minder vatbaar voor stress condities en minder ontvankelijk voor de therapie met glucosamine en chondroitine sulfaat (Neil et al., 2005a). Tabel 1. Invloed van interleukine-1 (IL-1) op de matrixcomponenten van gewrichtskraakbeen, ontstekingsmediatoren en degradatie enzymen (naar Neil et al., 2005a). Mediator/matrix molecule
IL-1
effect
op
chondrocyten
biosynthese
Geblokkeerd
door
glucosamine
COX-2 / PGE2
Stimulatie synthese
iNOS / NO
Stimulatie synthese
MMP’s
Induceert
synthese,
activiteit
en
Geblokkeerd
door
chondroitine sulfaat
√
√/X
√
√/X
√
√
secretie Aggrecanase / aggrecaan
Verhoogde synthese en activiteit
√
√
PGs / GAGs
Verlaagde
√
√
√/X
√
synthese,
verhoogde
degradatie Type II collageen
Inhibeert synthese
Transcriptie factoren (NFκB,
Stimuleert
AP 1)
expressie en activiteit
verhoogde
√ (NFκB)
mRNA
(AP 1)
Het vermogen (√) of onvermogen (X) van glucosamine of chondroitine sulfaat om de effecten geïnduceerd door IL-1 te inhiberen. COX-2 = cyclo-oxygenase 2. PGE2 = Prostaglandine E2. iNOS = Induceerbaar stikstofoxide synthetase. NO = Stikstofoxide. MMP’s = Matrix metalloproteïnases. PGs = Proteoglycanen. GAGs = Glycosaminoglycanen. NFκB = Nucleair factor kappa B. AP 1 = Activator proteïne 1.
2.1.3. Klinische studies en profylactisch en/of ondersteunend gebruik Caron et al. (2002) onderzochten of oraal gesupplementeerd glucosamine een effect had op serumconcentraties van markers van het been- en kraakbeen-metabolisme. Het betrof paarden van 16-20 maanden oud, aan het begin van de training. Gedurende 48 weken training werd er tweemaal daags 4 g glucosamine gesupplementeerd. Men onderzocht de serumconcentraties van kerataan sulfaat,
osteocalcine
en
trainingsomstandigheden
pyridinoline bleek
crosslinks.
glucosamine
geen
Bij
het
gebruik
significante
van
invloed
te
deze
dosis
hebben
op
en de
serumconcentraties van de betreffende markers (Caron et al., 2002). Fenton et al. (1999) toonden aan dat glucosamine supplementatie, gedurende 8 weken, geen significant effect had op serum markers van het been- en kraakbeen-metabolisme tijdens lichte training bij jaarling Quarter horses. De hoogst gesupplementeerde dosis was 11 gram per dag (Fenton et al., 1999). Een oraal toegediend supplement, met alleen chondroitine sulfaat, bleek een positief effect te hebben bij geïnduceerde aseptische arthritis bij paarden. De volgende parameters werden in acht genomen: de omvang van het gewricht, de mogelijkheid het gewricht te buigen, graad van kreupelheid, proteïnen in het synoviaalvocht, radiografisch onderzoek en klinische onderzoeken. De klinisch gezonde
10
paarden waren tussen 5 en 10 jaar oud. Gedurende 30 dagen werd er 10 ml chondroitine sulfaat supplement toegediend met een concentratie van 250 mg/ml, dus de paarden kregen een dosis van 2500 mg/dag. Alle parameters verbeterden gedurende de studie. Het radiografisch onderzoek aan het eind van de studie toonde aan dat er in de behandelde groep minder kraakbeenfibrose en beenreacties aanwezig waren. De verbetering in de parameters werd over het algemeen duidelijk rond dag 16 (Dorna en Guerrero, 1998). Uit een studie van Verde et al. (2006) bleek eveneens het positieve effect van chondroitine sulfaat op een chirurgisch geïnduceerde vorm van arthritis. De paarden kregen gedurende 10 weken chondroitine sulfaat toegediend aan een dosis van 2500 mg/dag. Gedurende de studie verbeterden de klinische en radiografische parameters van de ontstekingsreactie in het gewricht. In het gewrichtsvocht bleken er lagere concentraties prostaglandine E2 en MMP’s aanwezig te zijn. Er werd een verminderde afbraak van glycosaminoglycanen waargenomen, wat toegeschreven werd aan het chondroprotectieve karakter van chondroitine sulfaat (Verde et al., 2006). Naast bovenstaande studies, zijn er een aantal studies uitgevoerd met een combinatiepreparaat, dit bevat naast glucosamine en chondroitine sulfaat ook mangaanzuur. Het voedingssupplement staat bekend onder de merknaam Cosequin®. Mangaanzuur is een essentieel sporenelement wat de groei en ontwikkeling van bindweefsel en kraakbeen beïnvloedt. Het is een essentiële cofactor in de productie van glycosaminoglycanen. Het blijkt een limiterende factor te zijn bij de kraakbeensynthese en de productie van synoviaalvocht. Er wordt eveneens beschreven dat mangaanzuur mogelijk een functie heeft als antioxidant. De voorgeschreven dosis van Cosequin® bedraagt 22 mg/kg glucosamine en 8,8 mg/kg chondroitine sulfaat per dag (Hanson et al., 1997, Anderson, 1999a). Uit een studie van White et al. (1994) bleek dat het oraal toegediende supplement Cosequin®, aan de voorgeschreven dosering, geen significant effect had op de chemisch geïnduceerde synovitis en osteoarthritis. Per dag kregen de paarden 3,6 g chondroitine sulfaat, 10,8 g glucosamine en 96 mg mangaanzuur. Als parameters werden paslengte, kreupelheidsgraad, de omtrek van de carpus, maximale flexie van de carpus, radiografische opnamen en de concentratie van proteïnen in het synoviaalvocht gebruikt. De supplementatie werd 10 dagen voor de inductie van synovitis gestart en werd vervolgens 26 dagen aangehouden. Er bleek geen significante verbetering op te treden. De onderzoekers vermoedden dat de chemisch geïnduceerde aandoening te ernstig was vergeleken met de natuurlijk optredende ziekte (White et al., 1994). Hanson (1996) heeft een studie van andere onderzoekers (N. White, persoonlijke mededeling, 1996, uit Hanson, 1996) beschreven, waarin met behulp van een krachtplaat analyse de gang werd beoordeeld en een kreupelheidsscore werd toegekend aan paarden met osteoarthritis. De opzet van de studie was het effect van orale toediening van het supplement Cosequin® in beeld te brengen. De kreupelheid in de behandelde groep paarden verdween, terwijl de groep die een placebo kreeg toegediend wel kreupelheid bleef vertonen (Hanson, 1996). Uit een klinische studie van Hanson et al. (1997) is gebleken dat er door supplementatie van Cosequin® een significante verbetering optreedt in de klinische symptomen van osteoarthritis. De 25 paarden wogen minder dan 545 kg en kregen tweemaal daags 12 g Cosequin®, gedurende 6 weken. De dosis van 12 g Cosequin® bevatte 7200
11
mg glucosamine, 2400 mg chondroitine sulfaat en 480 mg mangaanzuur. Na 2 weken bleek de paslengte groter te zijn en konden de paarden het gewricht gemakkelijker en verder buigen. Eveneens was er een verbetering te zien wat betreft de kreupelheid. Tijdens de verdere duur van de studie werd er enkel wat betreft kreupelheid nog verbetering opgemerkt. Een aantal paarden werd weer gebruikt voor wedstrijddoeleinden, waardoor verdere opvolging niet mogelijk was (Hanson et al., 1997). Orale supplementatie met chondroprotectiva blijkt eveneens zinvol te zijn bij het behandelen van de klinische symptomen van hoefkatrol. Aan 14 paarden werd gedurende 8 weken Cosequin® toegediend aan een tweemaal daagse dosis van 9000 mg glucosamine, 3000 mg chondroitine sulfaat en 600 mg mangaanzuur. De mate waarin de paarden kreupelheid vertoonden, verbeterde significant, evenals de algemene conditie van de dieren. De radiografische opnames lieten echter geen significante verschillen zien (Hanson et al., 2001). Orale supplementatie van een combinatiepreparaat bij oudere paarden vergroot de mate waarin beweging mogelijk is. Na 8 weken zijn de paarden in staat om de gewrichten beter te bewegen en na 12 weken neemt de zweeffase van het been significant toe terwijl de steunfase gelijk blijft. Bij problemen in de gewrichten kan supplementatie met glucosamine en chondroitine sulfaat verlichting van de symptomen geven (Forsyth et al., 2006). Rodgers (2006) toonde aan dat de frequentie van intra-articulaire therapie ter hoogte van de tarsus afnam, indien de paarden een oraal voedingssupplement ontvingen met glucosamine en chondroitine sulfaat. De studie duurde 8 jaar, waarvan 2 jaar voorafgaand aan supplementatie. Gedurende de volgende 6 jaar kregen de paarden, die actief ingezet werden als jumpingpaarden, dagelijks een dosis van 10 g combinatiepreparaat. Na gemiddeld 7 maanden kon men de frequentie van intra-articulaire injecties verminderen en toch hetzelfde resultaat behouden (Rodgers, 2006). Over het algemeen wordt er resultaat gezien na een periode van 4 tot 6 weken, dit is echter afhankelijk van de ernst van de aandoening. Als er nog leefbare chondrocyten aanwezig zijn in het gewricht en de gewrichtsstructuren niet onherstelbaar zijn aangetast, kan men een positief resultaat verwachten van de supplementatie met glucosamine en chondroitine sulfaat (Davidson, 2000). Een combinatiepreparaat kan gebruikt worden als ondersteuning bij de reguliere behandeling van osteoarthritis. Mogelijk is het zelfs in staat om enkele negatieve effecten van de ontstekingsremmers te verminderen en kan men, door het gebruik van een oraal combinatiepreparaat, de dosis van de ontstekingsremmers verlagen. Preventieve toediening is vooral van belang bij oudere paarden en dieren die intensief getraind worden, vanwege de chondroprotectieve eigenschappen van glucosamine en chondroitine sulfaat (Platt, 2001, Neil et al., 2005a, Trumble, 2005). 2.1.4. Veiligheid, dosering en kwaliteit Uit in vitro experimenten blijkt dat glucosamine en/of chondroitine sulfaat geen negatieve effecten vertonen op de structuur van het kraakbeen of op het kraakbeenmetabolisme (Dechant et al., 2005, Trumble, 2005). Er is een goed veiligheidsprofiel betreffende beide stoffen (Kirker-Head en KirkerHead, 2001, Malone, 2002, Neil et al., 2005a, Trumble, 2005, Dechant en Baxter, 2007). Wegens de structurele gelijkenis van chondroitine sulfaat met heparine sulfaat heeft de toediening ervan mogelijk nevenwerkingen in het geval van een genetische of medicinaal geïnduceerde bloedingsziekte of
12
stollingsstoornis. Interacties met ander medicijnen zijn niet bekend, maar bij gelijktijdig gebruik van chondroitine sulfaat en platelet inhibitors, zoals fenylbutazone of aspirine, is het aangeraden de dieren goed in het oog te houden en de parameters goed op te volgen (Davidson, 2000, Neil et al., 2005a). Er worden geen klinisch significante veranderingen opgemerkt, als paarden een dosis Cosequin® krijgen toegediend die 5 maal hoger is dan de door de fabrikant voorgeschreven dosis. De paarden kregen dagelijks een totale dosis van 18 g glucosamine, 6 g chondroitine sulfaat en 160 mg mangaanzuur. De algemene klinische conditie en radiografische beelden van de dieren bleven goed en alle hematologische en biochemische parameters blijven binnen de normale referentiewaarden, evenals het totaal eiwit en de dichtheid van het gewrichtsvocht. De volgende hematologische parameters werden onderzocht: hematocriet, hemoglobine, erythrocyten, het gemiddeld cel volume (MCV), het gemiddelde hemoglobine gehalte (MCH), de gemiddelde hemoglobine concentratie (MCHC), de concentratie van witte bloedcellen en de percentages van de verschillende witte bloedcellen. De volgende biochemische parameters werden gecontroleerd: totaal eiwit, albumine, globuline, creatinine, natrium, kalium, chloor, base excess, natrium:kalium ratio, ureum, calcium, fosfor,
alkalische
fosfatase,
γ-glutamyltransferase,
aspartaat-aminotransferase,
lactaat
dehydrogenase, creatine kinase, totaal bilirubine, direct bilirubine en indirect bilirubine (Kirker-Head en Kirker-Head, 2001). De algemeen aanvaarde dosering van Cosequin® is 22 mg/kg glucosamine en 8,8 mg/kg chondroitine sulfaat per dag. Deze dosis is gebruikt in diverse klinische studies. Meestal treedt er pas een duidelijk merkbaar effect op na 4 tot 6 weken. Om een individuele dosis te kunnen bepalen, moet men de voorschriften van de fabrikant combineren met de respons van het dier op de toediening van het supplement. Als er verbetering wordt waargenomen, kan de dosis geleidelijk verlaagd worden naar een onderhoudsdosering. Dit wordt per individu, door middel van trial and error, bepaald. De laagst mogelijke dosering waarbij er nog een effect optreedt bij het dier kan als onderhoudsdosering worden gebruikt. Een voedingssupplement met glucosamine en chondroitine sulfaat is commercieel verkrijgbaar als poeder en kan over het krachtvoerrantsoen uitgestrooid worden (Hanson et al., 1997, 2001, Davidson, 2000, Malone, 2002). Er zijn diverse producten op de markt met als bestanddelen glucosamine en chondroitine sulfaat, de kwaliteit en concentratie is echter variabel. De orale beschikbaarheid van de producten verschilt eveneens, onder andere naargelang de bron van het chondroitine sulfaat. Afhankelijk van de kwaliteit van het product kunnen er risico’s voor de gezondheid aan verbonden zijn. Glucosamine kan geproduceerd worden op basis van schaaldieren, met een eventuele overgevoeligheidsreactie tot gevolg. Het is van belang de labeldosering, kwaliteit en concentratie van het product na te gaan, alvorens het aan te kopen en/of te gebruiken. Voedingssupplementen worden niet gereguleerd vanuit de overheid, dus is er geen garantie wat betreft de kwaliteit en werkzaamheid, zoals wel het geval is bij producten uit de farmaceutische industrie (Anderson, 1999b, Davidson, 2000, Malone, 2002).
13
2.2. OMEGA-3 VETZUREN Omega-3 vetzuren zijn beschikbaar via de voeding en komen van nature in bepaalde voedingsmiddelen voor. Het zijn moleculen behorend tot de klasse vetzuren en afgeleiden van triglyceriden of fosfolipiden. De classificatie van vetzuren is gebaseerd op het aantal dubbele bindingen, meervoudig onverzadigde vetzuren bevatten meerdere dubbele bindingen. Een andere mogelijkheid is om de vetzuren in te delen op basis van de lengte van de koolstofketen: korte-keten vetzuren, middellange-keten vetzuren, lange-keten vetzuren en zeer lange keten vetzuren. Daarnaast wordt er een onderscheid gemaakt wat betreft de positie van de eerste dubbele binding vanaf het omega-einde van het vetzuur, onder andere omega-3 vetzuren en omega-6 vetzuren. Deze beide groepen spelen een grote rol in de opbouw en functie van biologische membranen. Naast deze structurele rol zijn de vetzuren van belang in het metabolisme en dienen ze als substraat voor de aanmaak van biologisch actieve componenten zoals steroïdhormonen, prostaglandinen en leukotriënen (McCann en Carrick, 1998, Calder, 2011, Lopez, 2012). De belangrijkste omega-3 vetzuren die in het dieet voorkomen zijn α-linoleenzuur (ALA), eicosapentaeenzuur (EPA) en docosahexaeenzuur (DHA). Lijnzaadolie bevat hoge concentraties ALA, terwijl hoge concentraties EPA en DHA in visolie voorkomen. ALA is een essentieel vetzuur en moet via het dieet aangevoerd worden, het dier is wel in staat EPA en DHA te verkrijgen via desaturatie- en elongatie-reacties (McCann en Carrick, 1998). Wat betreft omega-6 vetzuren zijn de essentiële vetzuren linoleenzuur en arachidonzuur van belang in de voeding. Maïsolie, granen, zonnebloemolie, saffloer-olie en sojaolie zijn een diëtaire bron voor linoleenzuur. Arachidonzuur kan verkregen worden uit orgaanvlees en vlees van dieren die hoofdzakelijk met granen zijn gevoederd (fig. 3) (Lopez, 2012).
Fig. 3. Bronnen en metabolische bestemmingen van omega-3 en omega-6 vetzuren (uit Lopez, 2012).
14
2.2.1. Beschikbaarheid na orale opname De diëtaire bronnen van omega-3 vetzuren bij het paard zijn beperkt tot lijnzaadolie, koolzaadolie, visolie en specifieke EPA plus DHA supplementen (McCann en Carrick, 1998). Uit studies blijkt dat voeding rijk aan omega-3 vetzuren de concentraties van omega-3 en omega-6 vetzuren en de omega-6:omega-3 ratio in het plasma kan beïnvloeden. Uit een studie van Hansen et al. (2002) volgde dat lijnzaadolie supplementatie, aan een dosis van 10% van het volledige rantsoen, de plasmaconcentraties van ALA, EPA en linoleenzuur verhoogde. Op de plasmaconcentraties van DHA en arachidonzuur werd geen effect bemerkt. De stijging van het omega-6 vetzuur linoleenzuur werd verklaard doordat de gebruikte lijnzaadolie mogelijk hoge gehaltes aan omega-6 en omega-3 vetzuren bevatte en dat de relatief hoge omega-6:omega-3 ratio in de olie een effect had op de plasmaconcentratie van de omega-3 vetzuren (Hansen et al., 2002). Hall et al. (2004) hebben in een studie bij paarden aangetoond dat visolie supplementatie, een dosis van 3% van het volledige rantsoen, resulteerde in een grotere stijging van de omega-3 vetzuur plasmaconcentratie dan supplementatie met maïsolie, dit werd eveneens gesupplementeerd aan een dosis van 3% van het volledige rantsoen. De concentraties van EPA en DHA waren respectievelijk 27 maal en 34 maal hoger bij supplementatie van visolie vergeleken met maïsolie. Het omega-6 vetzuur arachidonzuur was maar 8,3 maal zo hoog (Hall et al., 2004). De omega-6:omega-3 ratio in het plasma verlaagt door toevoeging van omega-3 vetzuren aan het voer, hierdoor is er een relatief hoger gehalte aan omega-3 vetzuren in het lichaam dan voor de supplementatie. De plasmaconcentraties van de omega-3 vetzuren EPA en DHA stijgen en de plasmaconcentratie van linoleenzuur daalt. Door een relatieve overmaat aan omega-3 vetzuren worden bij voorkeur de anti-inflammatoire 5-serie leukotriënen en 3serie prostaglandinen gevormd (Woodward et al., 2005, O’Connor et al., 2007, Manhart et al., 2009). Door het verstrekken van een supplement met een hoge concentratie aan EPA en DHA stijgen de plasmaconcentraties
van
EPA
en
DHA
dosis-afhankelijk
na
3
dagen
en
wordt
de
maximumconcentratie bereikt na 7 dagen. Na het stopzetten van de supplementatie is er na 9 dagen een snelle daling van de plasmaconcentraties en wordt na 42 dagen de concentratie van voor de extra toediening bereikt (King et al., 2008). Deze dosis-afhankelijke stijging van omega-3 vetzuren in het plasma is ook beschreven bij de hond (Fritsch et al., 2010b, Roush et al., 2010). 2.2.2. Werkingsmechanisme Omega vetzuren worden gebruikt in de cyclo-oxygenase en lipoxygenase pathways. De eindproducten van deze pathways verschillen naargelang het gebruikte substraat. Uit omega-3 vetzuren worden anti-inflammatoire eicosanoïden gevormd, met name de 3-serie prostaglandinen en 5-serie leukotriënen. Omega-6 vetzuren zijn verantwoordelijk voor de productie van pro-inflammatoire, pro-stolling en pro-vasoconstrictieve eicosanoïden, namelijk de 2-serie prostaglandinen en 4-serie leukotriënen. De inname van vetzuren via de voeding moet relatief in evenwicht zijn. Een overmatige inname van omega-6 vetzuren ten opzichte van omega-3 vetzuren veroorzaakt een disbalans in de vorming van de eicosanoïden. De anti-inflammatoire eicosanoïden kunnen de activiteit van de proinflammatoire eicosanoïden verminderen (McCann en Carrick, 1998, Lopez, 2012).
15
Naast het feit dat omega-3 vetzuren het substraat vormen voor de productie van eicosanoïden met een anti-inflammatoir spectrum, zijn er nog andere mechanismen ontdekt die een rol spelen in het moduleren van het immuunsysteem (fig. 4) (Lopez, 2012). Lipoxines, resolvines, protectines en maresines zijn gespecialiseerde mediatoren afkomstig van EPA en DHA via de metabolische pathways. Deze mediatoren worden beschouwd als anti-inflammatoir. Ze spelen een rol in het beëindigen van het acute of chronische ontstekingsproces via verschillende wegen, onder andere door een interactie met G-proteïne gekoppelde receptoren (Lee et al., 2002, Serhan et al., 2002, Fredman en Serhan, 2011, Lopez, 2012). Omega-3 vetzuren hebben ter hoogte van beschadigde weefsels een functie in het stabiliseren van membranen door structurele ondersteuning te bieden en op deze manier herstel mogelijk te maken. In het gewricht leveren de omega-3 vetzuren de benodigde bouwstenen voor het herstel en behoud van het kraakbeen en het gewrichtskapsel. Mogelijk hebben resolvines een invloed op de pijnwaarneming door een stabiliserend effect op het zenuwweefsel. Dit is echter nog niet voldoende onderzocht en opgehelderd (Lopez, 2012). McCann en Carrick (1998) hebben nog diverse andere eigenschappen toegeschreven aan de supplementatie van omega-3 vetzuren. Onder meer een verandering in cytokine synthese, proliferatie van lymfocyten, fagocytose, productie van antilichamen en verlichting van de symptomen bij chronische ontsteking (McCann en Carrick, 1998).
Fig. 4. Mogelijke werkingsmechanismen van omega-3 vetzuren bij het verminderen van osteoarthritis (uit Lopez, 2012).
Het voeren van lijnzaadolie aan paarden heeft een gunstige invloed op de immuunrespons van monocyten. Er wordt een lagere stollingsactiviteit bemerkt en de monocyten vertonen een verminderde productie van thromboxanen. Door het voederen van lijnzaadolie verlaagd de omega6:omega-3 ratio van de monocyten membraan (Henry et al., 1990). De productie van leukotriënen verandert, waarbij er leukotriënen B5 (LTB5) in plaats van leukotriënen B4 (LTB4) gevormd worden. LTB5 is 10 maal minder capabel als chemoattractant voor neutrofielen dan LTB4. Aangezien de ratio LTB5:LTB4 van belang is bij het verloop van een inflammatoire reactie, kan het supplementeren van
16
omega-3 vetzuren een rol spelen bij het behandelen van inflammatoire processen bij het paard, waaronder gewrichtsproblemen (Calder, 1998a, 1998b, 2002, Hall et al., 2004). Preventieve toediening van ALA blijkt een gunstig effect te vertonen op de ontstekingsreactie ter hoogte van het synovium. De aanwezigheid van ALA inhibeert de productie van prostaglandine E2 door de synoviale cellen, maar ALA heeft geen invloed op de hoeveelheid hyaluronzuur. Na toediening van ALA worden de omega-3 vetzuren geïncorporeerd in de celmembranen van het synovium, waardoor er een hoger gehalte omega-3 vetzuren aanwezig is en een lager gehalte omega-6 vetzuren (Munsterman et al., 2005). Prostaglandine E2 reguleert het beenmetabolisme. Hoge concentraties prostaglandine E2 inhiberen de vorming en remodellering van het been, terwijl lage concentraties van het hormoon de beenaanmaak stimuleren (Woodward et al., 2005). Manhart et al. (2009) onderzochten het effect van omega-3 vetzuren op ontstekingsmarkers in het bloed en de concentratie witte bloedcellen in het synoviaalvocht bij paarden gediagnosticeerd met arthritis. Na een periode van 90 dagen, waarin de paarden gevoederd werden met 15 g/dag EPA en 19,8 g/dag DHA bovenop het normale dieet, werd er synoviaalvocht en bloed gecollecteerd. Men analyseerde de concentratie witte bloedcellen in het synoviaalvocht en de gehaltes prostaglandine E 2 en fibrinogeen in het plasma. Vergeleken met de controlegroep, bleken de concentraties van prostaglandine E2 en fibrinogeen in het plasma verlaagd te zijn, evenals de concentratie witte bloedcellen in het synoviaalvocht. De verandering van het fibrinogeen gehalte in het plasma was niet significant, maar er was een trend naar een lager genormaliseerd plasma fibrinogeen gehalte in de behandelde groep paarden. De beschouwde parameters zouden bij beide groepen evenveel gestegen moeten zijn door het actieve ontstekingsproces in het gewricht. Uit deze analyse bleek dat de toevoeging van omega-3 vetzuren aan het dieet een rol heeft gespeeld in het ten goede beïnvloeden van het ontstekingsproces bij de al aanwezige arthritis (Manhart et al., 2009). Naast deze studies bij paarden, zijn er experimenten beschreven bij andere diersoorten en de mens. Onder andere twee in vitro modellen van runderkraakbeen, een humaan in vitro experiment en een studie bij cavia’s waarbij er gebruik werd gemaakt van een natuurlijk voorkomend ziektemodel. EPA en DHA zijn in staat de door interleukine 1β gemedieerde afbraak van het runderkraakbeen en het verlies aan glycosaminoglycanen te verminderen. Dit wordt bereikt door middel van competitieve inhibitie met arachidonzuur (Wann et al., 2010). Omega-3 vetzuren worden ingebouwd in de celmembraan van chondrocyten. Hierdoor worden de expressie en de activiteit van verschillende katabole enzymen en cytokines verminderd, er wordt eveneens een verminderde activiteit van de cyclo-oxygenase-2 pathway waargenomen. Door de verminderde activiteit van deze componenten vermindert de degeneratie van het kraakbeen en wordt de ontstekingsreactie geremd, wat de ontwikkeling van osteoarthritis vertraagd (Curtis et al., 2000, 2002). Er is een hoger gehalte aan glycosaminoglycanen aanwezig, terwijl de concentratie van gedenatureerd type II collageen verlaagd blijkt te zijn. Bijkomend is er een positieve invloed op het subchondrale beenweefsel aangetoond, met name de calcium:fosfaat ratio en de dichtheid van het epifyseale been veranderen ten goede (Knott et al., 2011).
17
2.2.3. Klinische studies en profylactisch en/of ondersteunend gebruik. Er zijn tot nog toe weinig klinische studies uitgevoerd bij paarden wat betreft de diëtaire supplementatie met omega-3 vetzuren. Bij kleine huisdieren daarentegen zijn er meer studies die het positieve klinische effect van de extra toediening van omega-3 vetzuren via het dieet beschrijven. Ook in de humane geneeskunde zijn er klinische studies bekend, waaruit blijkt dat het supplementeren van omega-3 vetzuren een gunstig effect kan hebben als ondersteuning bij de behandeling van gewrichtsproblemen (McCann en Carrick, 1998, Baker et al., 2012, Perea, 2012). Een krachtplaat analyse bij paarden, gediagnosticeerd met osteoarthritis, geeft aan dat er progressief meer gewicht wordt geplaatst op de aangetaste ledematen na 90 dagen supplementatie met omega-3 vetzuren. De resultaten zijn niet significant verschillend van de onbehandelde dieren, maar geven een trend aan dat het lidmaat meer belast wordt. De paarden kregen een EPA plus DHA voedingssupplement gemixt met het krachtvoerrantsoen, waardoor er per dag 15 g EPA en 19,8 g DHA werd gesupplementeerd(Manhart et al., 2009). Als een paard intensief getraind wordt, vindt er een lichte ontstekingsreactie plaats ter hoogte van de gewrichten. Dit is waar te nemen door een verhoogd gehalte aan fibrinogeen en acute fase proteïnen in het plasma. Bij paarden met extra omega-3 vetzuren supplementatie, blijkt het fibrinogeen gehalte lager te zijn in vergelijking met paarden met omega-6 vetzuren supplementatie. De met omega-3 vetzuren behandelde groep vertoont een lagere inflammatoire respons bij intensieve arbeid. Dit wijst erop dat supplementatie met omega-3 vetzuren de paarden beter in staat stelt om te gaan met de reactie ter hoogte van de gewrichten ten gevolge van intensieve training (Wilson et al., 2003). Naast het stijgen van de omega-3 vetzuren in het bloed en de verminderde ontstekingsreactie ter hoogte van het gewricht, blijkt de toevoeging van omega-3 vetzuren aan het voer een invloed te hebben op de paslengte van het paard. Doordat de ontstekingsreactie minder hevig is, wordt er minder pijn ervaren in het aangetaste lidmaat. Behalve de trend naar het progressief meer gewicht plaatsen op het lidmaat, blijkt er ook een grotere paslengte in draf te zijn. In stap wordt er echter geen grotere lengte van de passen opgemerkt (Woodward et al., 2005). Uit de studies bij paarden blijkt dat het supplementeren van omega-3 vetzuren, zowel preventief als ondersteunend, zinvol kan zijn bij het voorkomen dan wel behandelen van osteoarthritis. Bij preventieve toediening gevolgd door vrij intensieve training wordt er immers een verminderde ontstekingsreactie waargenomen (Wilson et al., 2003). Bij paarden die al gediagnosticeerd zijn met osteoarthritis, verbetert het gebruik van het lidmaat en wordt er progressief meer lichaamsgewicht op het aangetaste lidmaat gebracht (Woodward et al., 2005, Manhart et al., 2009). De toediening van omega-3 vetzuurrijke supplementen moet echter wel van langere duur zijn om een voldoende groot effect te bekomen. De omega-3 vetzuren moeten immers door het metabolisme gebruikt worden vooraleer ze geïncorporeerd kunnen worden in de celmembranen (Wilson et al., 2003, Calder, 2011). Uit studies bij kleine huisdieren en in de humane geneeskunde is gebleken dat de dosering van de ontstekingsremmer kan worden verlaagd als men simultaan gebruikt maakte van omega-3 vetzuur supplementatie (Fortin et al., 1995, Calder, 2001, Fritsch et al., 2010a). Dit is echter nog niet onderzocht en/of beschreven bij het paard (Malone, 2002).
18
2.2.4. Veiligheid, dosering en kwaliteit. Omega-3 vetzuren zijn natuurlijke bestanddelen van de voeding, er zijn geen specifieke neveneffecten ten gevolge van supplementatie bekend. Oversupplementatie moet te allen tijde vermeden worden, dit geldt echter voor elk voedingsmiddel. Bij supplementatie van omega-3 vetzuren bij paarden worden geen duidelijke veranderingen opgemerkt. Men controleerde het lichaamsgewicht, de samenstelling van het bloed en de bloedcellen, de elektrolyten concentraties en biochemische enzym activiteiten (Hansen et al., 2002, Woodward et al., 2005). Munsterman et al. (2005) voerden een studie uit naar het effect van het omega-3 vetzuur ALA ter hoogte van het gewricht. Hieruit bleek dat de toevoeging van ALA aan equine synoviale explants, de leefbaarheid van de cellen en de histomorfologische eigenschappen niet aantastte noch veranderde (Munsterman et al., 2005). Vergeleken met de humane geneeskunde is er bij paarden een tienvoudige dosis nodig om de pathofysiologie van de aandoening te moduleren. Dit komt overeen met 18 tot 24 g/dag aan EPA plus DHA voor een volwassen paard van 450 kg. Tabel 2 geeft de dosering van de verschillende oliën weer. Visolie is van nature rijk aan EPA en DHA, maar paarden nemen visolie minder graag op vanwege de sterke en onplezierige geur. Koolzaadolie heeft een ongunstige omega-6:omega-3 ratio. Lijnzaadolie daarentegen wordt goed opgenomen via de voeding en heeft een gunstiger omega6:omega-3 ratio. Het bevat ALA en kan dienen als een primaire bron van omega-3 vetzuren. Mogelijk is de omega-6:omega-3 ratio in lijnzaad olie niet optimaal vergeleken met visolie en zijn EPA en DHA minder beschikbaar dan in visolie. Er moet er een hogere dosis gegeven worden om een gelijkwaardig effect te verkrijgen. Als paarden 20% van de aangeboden ALA omzetten in EPA en DHA, is er 90 tot 120 gram ALA nodig. Er zijn speciale EPA plus DHA supplementen beschikbaar, die rijk zijn aan de betreffende omega-3 vetzuren. Gemengd met het graan of krachtvoer rantsoen of eventueel als topdressing, worden de supplementen en de olie vlot opgenomen door het paard (McCann en Carrick 1998, Malone, 2002, Manhart et al., 2009). Tabel 2. Dosering van olie welke omega-3 vetzuren bevatten (uit McCann en Carrick, 1998). Geschatte vetzuur samenstelling (g/100 g olie)
Olie
18:3
omega-3
20:5
omega-3
22:6
Hoeveelheid
omega-3
(g)
Volume (ml) nodig
nodig per dag
per dag
450 kg paard
450 kg paard
(ALA)
(EPA)
(DHA)
Menhaden(vis)
1
14
10
18-24 (EPA+DHA)
110
Levertraan
1
11
12
18-24 (EPA+DHA)
110
Lijnzaad
55-60
0
0
90-120 (ALA)
160-220
Het is van belang dat de gebruikte lijnzaadolie daadwerkelijk bedoeld is voor voedingsdoeleinden. Koud geperste lijnzaadolie is geschikt voor consumptie door mens en dier. ALA is erg gevoelig voor oxidatie en de olie kan beter niet verhit worden. Lijnzaad bevat de stof linamarine, in het verteringsproces wordt dit omgezet tot blauwzuur (HCN). HCN blokkeert de cellulaire ademhaling, met cytotoxische anoxie tot gevolg. Om lijnzaad veilig te kunnen voederen aan paarden, moet het eerst gekookt worden. Tijdens het verhitten van de zaden wordt linamarine omgezet tot blauwzuur, dit
19
verdampt echter direct. Het lijnzaad moet 10 minuten gekookt worden, waarna het veilig gebruikt kan worden in het voeder. De commercieel verkrijgbare olie kan met het voer gegeven worden zonder voorafgaande bewerking (McCann en Carrick 1998, Malone, 2002, Manhart et al., 2009). Aangezien vetten kunnen oxideren en degraderen, mag een open verpakking lijnzaadolie niet langer dan twee weken gebruikt worden en moet de verpakking licht- en luchtdicht bewaard worden op een koele plaats. Om de olie langer te kunnen bewaren is het mogelijk deze in te vriezen en te ontdooien wanneer nodig. Antioxidanten moeten aan de olie worden toegevoegd om deze voor langere tijd te kunnen bewaren. Aanbevolen wordt om 0,1 g/kg α-tocopherol, 1,0 g/kg γ-tocopherol en 0,2 g/kg tertiaire butylhydroquinone als richtlijn aan te houden. Graan waaraan lijnzaadolie of vetzuren zijn toegevoegd moet op gelijke wijze bewaard en beschermd worden, door middel van antioxidant toevoeging en het bewaren op een koele, donkere plaats (McCann en Carrick, 1998, Malone, 2002).
20
BESPREKING Osteoarthritis is een frequent voorkomende aandoening bij paarden. De huidige medicamenteuze therapie is erop gericht om de vicieuze cirkel van kraakbeenschade in het gewricht te doorbreken. Dit wordt bekomen door systemische en lokale toediening van ontstekingsremmers. Aan het gebruik van deze ontstekingsremmers zijn echter nadelen verbonden. Zowel lokaal in het gewricht, als ter hoogte van het spijsverteringsstelsel. De behandeling is vooral zinvol indien er in een zeer vroeg stadium mee gestart wordt (Kidd et al., 2001, Goodrich en Nixon, 2006). De medicamenteuze behandeling kan ondersteund worden door voedingssupplementen toe te dienen, welke onder meer een beschermende en anti-inflammatoire werking hebben ter hoogte van het gewricht. Eveneens kunnen deze voedingssupplementen preventief worden aangewend, vooral bij dieren die intensief getraind worden (Platt., 2001, Wilson et al., 2003, Neil et al., 2005a, Trumble, 2005). Wat betreft de orale biologische beschikbaarheid van glucosamine en chondroitine sulfaat is er nog relatief weinig bekend bij het paard. De resultaten uit de verschillende studies zijn niet altijd in overeenstemming. Uit 2 studies is gebleken dat glucosamine en chondroitine sulfaat daadwerkelijk beschikbaar zijn na orale supplementatie. Deze orale biologische beschikbaarheid is echter sterk afhankelijk van de vorm en het gewicht van de molecule. Glucosamine is stabieler en beter beschikbaar als het in de hydrochloride-vorm wordt aangeboden. Bij de orale toediening van chondroitine sulfaat is het moleculair gewicht de belangrijkste factor, waardoor de biologische beschikbaarheid wordt bepaald (Eddington et al., 2001, Wright, 2001, Du et al., 2004). Dit zijn de enige 2 studies waarin de biologische beschikbaarheid van glucosamine en chondroitine sulfaat bij het paard zijn onderzocht, wat een zeer beperkte bron van informatie is. Daarnaast is het werkingsmechanisme ter hoogte van het gewricht ook nog niet volledig opgehelderd (Dechant en Baxter, 2007). Studies naar het werkingsmechanisme van een stof worden, over het algemeen, in vitro uitgevoerd. Het is niet altijd duidelijk of men deze resultaten ook kan extrapoleren naar in vivo situaties. Desalniettemin blijkt uit klinische studies dat supplementatie van glucosamine en chondroitine sulfaat wel degelijk een positief effect heeft op de ontwikkeling en de progressie van osteoarthritis. Over het algemeen verbeterden de gecontroleerde parameters en de algemene conditie van de paarden (Dorna en Guerrero, 1998, Hanson, 1996, Hanson et al., 1997, 2001, Forsyth et al., 2006, Rodgers, 2006, Verde et al., 2006,). Enkele parameters konden objectief gemeten worden, zoals de omtrek van het gewricht, de mogelijkheid om het gewricht te buigen, de concentratie van proteïnen in het synoviaalvocht en radiografische opnamen. Kreupelheid is vooral een subjectieve parameter en dit is sterk aan persoonlijke interpretatie onderhevig. Als men gebruik maakt van een krachtplaatanalyse, is het gemakkelijker om deze parameter te interpreteren. De klinische studies werden vaak op verschillende manieren uitgevoerd. Er is geen uniform onderzoeksprotocol, waardoor het moeilijk is om de verschillende studies te vergelijken. In enkele studies werd er geen effect bemerkt (White et al., 1994, Fenton et al., 1999, Caron et al., 2002). Dit werd waarschijnlijk veroorzaakt door de ernst van de geïnduceerde aandoening, een te lage dosering en/of een te korte behandelingsduur. In andere
21
studies werd er een natuurlijk voorkomende vorm van osteoarthritis beoordeeld en werd er een langere behandelingsduur aangehouden. Hieruit bleek dat er een positief resultaat werd gerealiseerd door supplementatie met glucosamine en chondroitine sulfaat. Over het algemeen werd er een beter resultaat verkregen als men een juiste dosis van een combinatiepreparaat gebruikte en als men de supplementatie lang genoeg aanhield (Hanson, 1996, Hanson et al., 1997, 2001, Forsyth et al., 2006, Rodgers, 2006). Uit studies bij andere diersoorten en de mens, is eveneens een positief effect gebleken. De studies die bij paarden zijn uitgevoerd zijn echter beperkt, in aantal en in opzet van de studie. Het is dus aangeraden om het effect van glucosamine en chondroitine sulfaat supplementatie, bij gewrichtsproblemen bij het paard, verder en uitgebreider te onderzoeken in gecontroleerde klinische studies. Er zijn geen voorgeschreven regels wat betreft de supplementatie van glucosamine en chondroitine sulfaat, daarvoor is er nog niet voldoende onderzoek gedaan. Uit de diverse onderzoeken en studies zijn wel richtlijnen te bepalen. De algemeen aanvaardde en voorgeschreven dosis is 22 mg/kg glucosamine en 8,8 mg/kg chondroitine sulfaat per dag (Hanson et al., 1997, Anderson, 1999a). Deze voorgeschreven dosis moet echter gecombineerd worden met de respons van het dier om tot een individuele dosering te komen. Na gemiddeld 4 tot 6 weken kan men resultaat verwachten. Vanaf het moment dat er verbetering wordt waargenomen, kan de dosis geleidelijk verlaagd worden naar een onderhoudsdosering (Platt, 2001, Neil et al., 2005a, Trumble, 2005). De commercieel verkrijgbare producten worden niet gecontroleerd door de overheid en de zuiverheid en veiligheid is dus niet gegarandeerd (Anderson, 1999b, Davidson, 2000, Malone, 2002). Het is relatief gemakkelijk om de preparaten toe te dienen, door de poeder-formulering kan het eenvoudig gemengd worden in het krachtvoerrantsoen (Hanson et al., 1997, 2001, Davidson, 2000, Malone, 2002). Omega-3 vetzuren zijn beschikbaar in de voeding en worden goed opgenomen door het paard. Over het feit dat vetzuren beschikbaar zijn na orale opname is geen twijfel (Hansen et al., 2002, Hall et al., 2004, Woodward et al., 2005, O’Connor et al., 2007, Manhart et al., 2009). Het werkingsmechanisme van omega-3 vetzuren berust vooral op de productie van anti-inflammatoire eicosanoïden (McCann en Carrick, 1998, Lopez, 2012). Dit is bij paarden nog niet volledig opgehelderd, bij andere diersoorten en de mens is het onderzoek al verder gevorderd (Henry et al., 1990, McCann en Carrick, 1998, Lopez, 2012). Een deel van het onderzoek naar het werkingsmechanisme is in vitro uitgevoerd, toch zijn er ook in vivo data beschikbaar. Met name de concentratie van proteïnen in het synoviaalvocht is in vivo te bepalen. Naast de toepassingen bij osteoarthritis, hebben omega-3 vetzuren ook een positief effect bij andere inflammatoire processen (Calder, 1998a, 1998b, 2002, Hall et al., 2004). De resultaten uit de studies bij paarden worden onderschreven door resultaten uit studies bij de mens en andere diersoorten. Uit de beperkte klinische studies bij paarden is gebleken dat omega-3 vetzuren een gunstig effect hebben bij osteoarthritis. De gecontroleerde parameters, waaronder paslengte, steunname, concentratie van proteïnen in het synoviaalvocht, werden objectief gemeten (Wilson et al., 2003, Woodward et al., 2005, Manhart et al., 2009). Hierdoor zijn de resultaten waardevoller dan wanneer
22
het een subjectieve observatie betreft. Het aantal studies is echter zeer beperkt. Klinische studies uit de humane geneeskunde en klinische studies bij de hond zijn talrijker en onderschrijven het positieve effect van supplementatie van omega-3 vetzuren bij gewrichtsproblemen (Fortin et al., 1995, Calder, 2001, Fritsch et al., 2010a). Bij het paard is er dus nood aan meer klinische studies, die juist worden opgezet en uitgevoerd. Aangezien vooral de lage omega:6-omega:3 ratio een rol speelt, is het van belang om het juiste voedingssupplement te gebruiken. Voor paarden is het aanbod beperkt tot lijnzaadolie en speciale EPA plus DHA supplementen. Om een effect te verkrijgen, moet er een dosis van 18 tot 24 g per dag EPA plus DHA gebruikt worden voor een paard van 450 kg. Als dit in de vorm van lijnzaadolie gesupplementeerd wordt, moet er per dag 160-220 ml olie gegeven worden. Dit volume kan door een paard gemakkelijk en vlot opgenomen worden, zeker als het gemengd wordt in het krachtvoerrantsoen (McCann en Carrick, 1998, Malone, 2002, Manhart et al., 2009). Er gaat langere tijd overheen vooraleer er resultaat gezien wordt, exacte cijfers zijn echter niet bekend (Wilson et al., 2003, Calder, 2011). Het gebruik van omega-3 vetzuren voor dit doel is relatief nieuw, dit is te merken aan het gebrek aan informatie. Er is zeer weinig bekend wat betreft de dosering, men weet evenmin niet hoelang het duurt voordat er een resultaat verwacht kan worden. Onderzoek naar het gebruik van omega-3 vetzuren is zeer hard nodig. Hoewel de klinische studies beperkt zijn, wordt er over het algemeen een positief effect bemerkt bij toediening van de besproken voedingssupplementen. De voedingssupplementen passen in een totaalbehandeling van osteoarthritis en kunnen eveneens preventief aangewend worden. Bij het gebruik van deze voedingssupplementen is het mogelijk om de dosis van de anti-inflammatoire medicamenten te verlagen. Producten van goede kwaliteit hebben een praktisch onbestaand gezondheidsrisico, mits juist gedoseerd.
23
REFERENTIELIJST Adebowale A.O., Cox D.S., Liang Z.M., Eddington N.D. (2000). Analysis of glucosamine and chondroitin sulfate content in marketed products and the Caco-2 permeability of chondroitin sulfate raw materials. Journal of American Nutraceutical association 3, 33-44. Anderson M.A. (1999a). Oral chondroprotective agents. Part I. Common compounds. Compendium on Continuing Education for the practicing veterinarian 21, 601-609. Anderson M.A. (1999b). Oral chondroprotective agents. Part II. Evaluation of products. Compendium on Continuing Education for the practicing veterinarian 21, 861-865. Baker K.R., Matthan N.R., Lichtenstein A.H., Niu J., Guermazi A., Roemer F., Grainger A., Nevitt M.C., Clancy M., Lewis C.E., Torner J.C., Felson D.T. (2012). Association of plasma n-6 and n-3 polyunsaturated fatty acids with synovitis in the knee: the MOST study. Osteoarthritis and Cartilage 20, 382-387. Byron C.R., Orth M.W., Venta P.J., Lloyd J.W., Caron J.P. (2003). Influence of glucosamine on matrix metalloproteinase expression and activity in lipopolysaccharide-stimulated equine chondrocytes. American Journal of Veterinary Research 64, 666-671. Calder P.C. (1998a). Dietary fatty acids and the immune system. Nutrition Reviews 56, S70-S83. Calder P.C. (1998b). Immunoregulatory and anti-inflammatory effects of n-3 polyunsaturated fatty acids. Brazilian Journal of Medical and Biological Research 31, 467-490. Calder P.C. (2001). Polyunsaturated fatty acids, inflammation and immunity. Lipids 36, 1007-1024. Calder P.C., Grimble R.F. (2002). Polyunsaturated fatty acids, inflammation and immunity. European Journal of Clinical Nutrition 56 (supplement 3), S14-S19. Calder P.C. (2011). Fatty acids and inflammation: The cutting edge between food and pharma. European Journal of Pharmacology 668, S50-S58. Caron J.P., Peters T.L., Hauptmann J.G., Eberhart S.W., Orth M.W. (2002). Serum concentrations of keratin sulfate, osteocalcin, and pyridinoline crosslinks after oral administration of glucosamine to Standardbred horses during race training. American Journal of Veterinary Research 63, 1106-1110. Cordoba F., Nimni M.E. (2003). Chondroitin sulfate and other sulfate containing chondroprotective agents may exhibit their effects by overcoming a deficiency of sulfur amino acids. Osteoarthritis and Cartilage 11, 228-230. Curtis C.L., Hughes C.E., Flannery C.R., Little C.B., Harwoon J.L., Caterson B. (2000). N-3 fatty acids specifically modulate catabolic factors involved in articular cartilage degradation. Journal of Biological Chemistry 275, 721-724.
24
Curtis C.L., Rees S. G., Little C.B., Flannery C.R., Hughes C.E., Wilson C., Dent C.M., Otterness I.G., Harwoon J.L., Caterson B. (2002). Pathologic indicators of degradation and inflammation in human osteoarthritic cartilage are abrogated by exposure to n-3 fatty acids. Arthritis an Rheumatism 46, 15441553. Davidson G. (2000). Glucosamine and chondroitin sulfate. Compendium on Continuing Education for the Practicing Veterinarian 22, 454-458. Dechant J.E., Baxter G.M., Frisbie D.D., Trotter G.W., McIlwraith C.W. (2005). Effects of glucosamine hydrochloride and chondroitin sulphate, alone and in combination, on normal and interleuking-1 conditioned equine articular cartilage explant metabolism. Equine Veterinary Journal 37, 227-231. Dechant J.E., Baxter G.M. (2007). Glucosamine and chondroitin sulphate as structure modifying agents in horses. Equine Veterinary Education 19, 90-96. Dorna V.I., Guerrera R.C. (1998). Effects of oral and intramuscular use of chondroitin sulfate in induces equine aseptic arthritis. Journal of Equine Veterinary Science 18, 548-555. Du J., White N., Eddington N.D. (2004). The bioavailability and pharmacokinetics of glucosamine hydrochloride and chondroitin sulfate after oral and intravenous single dose administration in the horse. Biopharmaceutic & Drug Disposition 25, 109-116. Eddington N.D., Du J., White N. (2001). Evidence of the oral absorption of chondroitin sulfate as determined by total disaccharide content after oral and intravenous administration to horses. AAEP Proceedings 47, 326-328. Fenton J.I., Orth M.W., Chlebek-Brown K.A., Nielsen B.D., Corn C.D., Waite K.S., Caron J.P. (1999). Effect of longeing and glucosamine supplementation on serum markers of bone and joint metabolism in yearling Quarter horses. Canadian Journal of Veterinary Research 63, 288-291. Fenton J.I., Chlebek-Brown K.A., Peters T.L., Caron J.P., Orth M.W. (2000). Glucosamine HCl reduces equine articular cartilage degradation in explant culture. Osteoarthritis and Cartilage 8, 258265. Forsyth R.K., Brigden C.V., Northrop A.J. (2006). Double blind investigation of the effects of oral supplementation of combined glucosamine hydrochloride (GHCL) and chondroitin sulphate (CS) on stride characteristics of veteran horses. Equine Veterinary Journal Supplement 36, 622-625. Fortin P.R., Lew R.A., Liang M.H., Wright E.A., Beckett L.A., Chalmers T.C., Sperling R.I. (1995). Validation of a meta-analysis: the effects of fish oil in rheumatoid arthritis. Journal of Clinical Epidemiology and Rheumatology 48, 1379-1390. Fredman G., Serhan C.N. (2011). Specialized proresolving mediator targets for RvE1 and RvD1 in peripheral blood and mechanisms of resolution. Biochemical Journal 437, 185-197.
25
Fritsch D.A., Allen T.A., Dodd C.E., Jewell D.E., Sixby K.A., Leventhal P.S., Brejda J., Hahn K.A. (2010a). A multicenter study of the effect of dietary supplementation with fish oil omega-3 fatty acids on carprofen dosage in dogs with osteoarthritis. Journal of the American Veterinary Medical Association 236, 535-539. Fritsch D.A., Allen T.A., Dodd C.E., Jewell D.E., Sixby K.A., Leventhal P.S., Hahn K.A. (2010b). Dosetitration effects of fish oil in osteoarthritic dogs. Journal of Veterinary Internal Medicine 24, 1020-1026. Goodrich L.R., Nixon A.L. (2006). Medical treatment of osteoarthritis in the horse – A review. The Veterinary Journal 171, 51-69. Hall J.A., Van Saun R.J., Wander R.C. (2004). Dietary (n-3) fatty acids from menhaden fish oil alter plasma fatty acids and leukotriene B synthesis in healthy horses. Journal of Veterinary Internal Medicine 18, 871-879. Hansen R.A., Savage C.J., Reidlinger K., Traub-Dargatz J.L., Ogilvie G.K., Mitchell D., Fettman M.J. (2002). Effects of dietary flaxseed oil supplementation on equine plasma fatty acid concentrations and whole blood platelet aggregation. Journal of Veterinary Internal Medicine 16, 457-463. Hanson R.R. (1996). Oral glycosaminoglycans in treatment of degenerative joint disease in horses. Equine Practice 18, 18-23. Hanson R.R., Smalley L.R., Huff G.K., White S., Hammad T.A. (1997). Oral treatment with a glucosamine-chondroitin sulfate compound for degenerative joint disease in horses: 25 cases. Equine Practice 19, 16-22. Hanson R.R., Brawner W.R., Blaik M.A., Hammad T.A., Kincaid S.A., Pugh D.G. (2001). Oral treatment with a nutraceutical (Cosequin®) for ameliorating signs of navicular syndrome in horses. Veterinary Therapeutics 2, 148-159. Henry M.M., Moore J.N., Feldman E.B., Fischer J.K., Russell B. (1990). Effect of dietary alphalinolenic acid on equine monocyte procoagulant activity and eicosanoid synthesis. Circulatory Shock 32, 173-188. Kidd J.A., Fuller C., Barr A.R.S. (2001). Osteoarthritis in the horse. Equine veterinary Education 13, 160-169. King S.S., AbuGhazaleh A.A., Webel S.K., Jones K.L. (2008). Circulating fatty acids profiles in response to three levels of dietary omega-3 fatty acid supplementation in horses. Journal of Animal Science 86, 1114-1123. Kirker-Head C.A., Kirker-Head R.P. (2001). Safety of an oral chondroprotective agent in horses. Veterinary Therapeutics 2, 345-353
26
Knott L., Avery N.C., Hollander A.P., Tarlton J.F. (2011). Regulation of osteoarthritis by omega-3 (n-3) polyunsaturated fatty acids in a naturally occurring model of disease. Osteoarthritis and Cartilage 19, 1150-1157. Lascelles B.D.X., DePuy V., Thomson A., Hansen B., Marcellin-Little D.J., Biourge V., Bauer J. (2010). Evaluation of a therapeutic diet for feline degenerative joint disease. Journal of Veterinary Internal Medicine 24, 487-495. Laverty S., Sandy J.D., Celeste C., Vachon P., Marier J.F., Plaas A.H.K. (2005). Synovial fluid levels and serum pharmacokinetics in a large animal model following treatment with oral glucosamine at clinically relevant doses. Arthritis and Rheumatism 52, 181-191. Lee J.Y., Sohn K.H., Rhee S.H., Hwang D. (2002). Saturated fatty acids, but not unsaturated fatty acids, induce the expression of cyclooxygenase-2 mediated through Toll-like receptor 4. Journal of Biological Chemistry 276, 16683-16689. Lopez H.L. (2012). Nutritional interventions to prevent and treat osteoarthritis. Part I: Focus on fatty acids and macronutrients. Physical medicine and rehabilitation 4, S145-S154. Malone E.D. (2002). Managing chronic arthritis. Veterinary clinics – Equine practice 18, 411-437. Manhart D.R., Scott B.D., Gibbs P.G., Coverdale J.A., Eller E.M., Honnas C.M., Hood D.M. (2009). Markers of inflammation in arthritic horses fed omega-3 fatty acids. The Professional Animal Scientist 25, 155-160. McCann M.E., Carrick J.B. (1998). Potential uses of ω-3 fatty acids in equine diseases. Compendium on Continuing Education for the Practicing Veterinarian 20, 637-641. McNamara P.S., Spencer D.V.M., Johnston S.A., Todhunter R.J. (1997). Slow-acting, diseasemodifying osteoarthritis agents. Veterinary Clinics of North America – Small animal practice 27, 863881. Moreau M., Troncy E., Gauvin D., Lussier B. (2010). Effects of feeding a high omega-3 fatty acid diet on the pain-related disability in dogs with naturally occurring osteoarthritis. Osteoarthritis and Cartilage 18 (Supplement 2), S23. Munsterman A.S., Bertone A.L., Zachos T.A., Weisbrode S.E. (2005). Effects of the omega-3 fatty acid, α-linolenic acid, on lipopolysaccharide-challenged synovial explants from horses. American Journal of Veterinary Research 66, 1503-1508. Neil K.M., Caron J.P., Orth M.W. (2005a). The role of glucosamine and chondroitin sulfate in treatment for and prevention of osteoarthritis in animals. Journal of the American Veterinary Medical Association 226, 1079-1088.
27
Neil K.M., Orth M.W., Coussens P.M., Chan P.S., Caron J.P. (2005b). Effects of glucosamine and chondroitin sulfate on mediators of osteoarthritis in cultured equine chondrocytes stimulated by use of recombinant equine interleukin-1β. American Journal of Veterinary Research 66, 1861-1869. O’Connor C.I., Lawrence L.M., Hayes S.H. (2007). Dietary fish oil supplementation affects serum fatty acid concentration in horses. Journal of Animal Science 85, 2183-2189. Orth M.W., Peters T.L., Hawkins J.N. (2002). Inhibition of articular cartilage degradation by glucosamine-HCl and chondroitin sulphate. Equine Veterinary Journal Supplement 34, 224-229. Perea S. (2012). Nutritional management of osteoarthritis. Compendium: continuing education for veterinarians 34, E1-E3. Platt D. (2001). The role of oral disease-modifying agents glucosamine and chondroitin sulphate in the management of equine degenerative joint disease. Equine Veterinary Education 13, 206-215. Rodgers M.R. (2006). Effects of oral glucosamine and chondroitin sulfates supplementation on frequency of intra-articular therapy of the horse tarsus. International Journal of Applied Research in Veterinary Medicine 4, 155-162. Roush J.K., Dodd C.E., Fritsch D.A., Allen T.A., Jewel D.E., Schoenherr W.D., Richardson D.C., Leventhal P.S., Hahn K.A. (2010). Multicenter veterinary practice assessment of the effects of omega3 fatty acids on osteoarthritis in dogs. Journal of the American Veterinary Medical Association 236, 5966. Schlueter A.E., Orth M.W. (2004). Further studies on the ability of glucosamine and chondroitin sulphate to regulate catabolic mediators in vitro. Equine veterinary Journal 36, 634-636. Serhan C.N., Hond S., Gronert K., Colgan S.P., Devchand P.R., Mirick G., Moussignac R.L. (2002). Resolvins: A family of bioactive products of omega-3 fatty acid transformation circuits initiated by aspirin treatment that counter proinflammation signals. Journal of Experimental Medicine 196, 10251037. Shikhman A.R., Amiel D., D’Lima D., Hwang S.B., Hu C., Xu A., Hashimoto S., Kobayashi K., Sasho T., Lotz M.K. (2005). Chondroprotective activity of N-acetylglucosamine in rabbits with experimental osteoarthritis. Annals of the Rheumatic Diseases 64, 89-94. Trumble T.N. (2005). The use of nutraceuticals for osteoarthritis in horses. Veterinary Clinics - Equine Practice 21, 575-597. Verde C.R., Simpson M.I., Villarino N., Frigoli A., Landoni M.F. (2006). Therapeutic and hematological effects of native and low molecular weight chondroitin sulphate administered orally in horses with experimental arthritis. Revista Electronica de Veterinaria VII, ISSN 1695-7504.
28
Wann A.K.T., Mistry J., Blain E.J., Michael-Titus A.T., Knight M.M. 2010). Eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid reduce interleukin-1β-mediated cartilage degradation. Arthritis Research and Therapy 12, R207. Wilson K.R., Potter G.D., Michael E.M., Gibbs P.G., Hood D.M., Scott B.D. (2003). Alteration in the inflammatory response in athletic horses fed diets containing omega-3 polyunsaturated fatty acids. Proceedings of the Equine Science Society 18, 20-25. White G.W., Jones E.W., Hamm J., Sanders T. (1994). The efficacy of orally administered sulfated glycosaminoglycan in chemically induced equine synovitis and degenerative joint disease. Journal of Equine Veterinary Science 14, 350-353. Woodward A.D., Nielsen B.D., O’Connor C.I.O., Webel S.K., Orth M.W. (2005). Dietary long chain polyunsaturated fatty aceds increase plasma eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid cencentrations and trot stride length in horses. Proceedings of the Equine Science Society 19, 101106. Wright I.M. (2001). Oral supplements in the treatment and prevention of joint diseases: a review of their potential application to the horse. Equine Veterinary Education 13, 135-139.
29
