INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit...

31
1 UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT DIERGENEESKUNDE Academiejaar 2013 – 2014 INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE door Bart CASSIERS Promotoren: Prof. dr. Christian Burvenich Drs. Xanthippe Boulougouris Literatuurstudie in het kader van de Masterproef © 2014 Bart Cassiers

Transcript of INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit...

Page 1: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

1

UNIVERSITEIT GENT

FACULTEIT DIERGENEESKUNDE

Academiejaar 2013 – 2014

INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE

door

Bart CASSIERS

Promotoren: Prof. dr. Christian Burvenich Drs. Xanthippe Boulougouris

Literatuurstudie in het kader van de Masterproef

© 2014 Bart Cassiers

Page 2: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

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.

Page 3: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

UNIVERSITEIT GENT

FACULTEIT DIERGENEESKUNDE

Academiejaar 2013 – 2014

INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE

door

Bart CASSIERS

Promotoren: Prof. dr. Christian Burvenich Drs. Xanthippe Boulougouris

Literatuurstudie in het kader van de Masterproef

© 2014 Bart Cassiers

Page 4: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

I

VOORWOORD Een masterproef schrijven is geen eenvoudige opgave. In dit voorwoord wil ik alvast enkele personen bedanken, voor hun hulp en steun voor het tot stand brengen van deze literatuurstudie. In eerste instantie wil ik mijn promotoren, prof. dr. Christian Burvenich en drs. Xanthippe Boulougouris, bedanken voor hun begeleiding tijdens het maken van mijn literatuurstudie. Hun feedback heeft mij veel bijgebracht in het opzoeken en verwerken van wetenschappelijke artikels. Als laatste wil ik graag mijn ouders bedanken voor hun bijdrage in het vele malen herlezen van deze masterproef. Ook wil ik hen graag bedanken in het opzoeken en het corrigeren van spellingsfouten. Bart Cassiers

Page 5: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

II

INHOUDSOPGAVE

VOORWOORD ......................................................................................................................................... I

INHOUDSOPGAVE ................................................................................................................................ II

SAMENVATTING ................................................................................................................................... 1

INLEIDING .............................................................................................................................................. 2

LITERATUURSTUDIE ............................................................................................................................ 3

1. HISTORISCHE INTRODUCTIE .......................................................................................................... 3

2. WAT IS KOORTS? ............................................................................................................................. 5 2.1. DE FYSIOLOGIE VAN KOORTS .................................................................................................. 5

2.1.1. Thermoregulatie ..................................................................................................................... 6 2.1.1.1. Stijging van de lichaamstemperatuur .............................................................................. 8 2.1.1.2. Daling van de lichaamstemperatuur ................................................................................ 9

2.1.2. Fasen van koorts ................................................................................................................... 9 2.1.3. Hoe zit het met de koudbloedige dieren? ............................................................................ 10

2.2. KOORTS VERSUS HYPERTHERMIE ........................................................................................ 12

3. PYROGENEN ................................................................................................................................... 13 3.1. EXOGENE PYROGENEN .......................................................................................................... 13 3.2. ENDOGENE PYROGENEN ....................................................................................................... 14

Neuronale koortsinductie? ............................................................................................................. 15 3.3. ACUTE FASE RESPONS ........................................................................................................... 17 3.4. ANTIPYRETICA .......................................................................................................................... 18

3.4.1. Endogene Antipyretica ......................................................................................................... 19 3.4.2. Exogene Antipyretica ........................................................................................................... 20

BESPREKING: IS KOORTS GUNSTIG OF SCHADELIJK? ............................................................... 22 1. VOORDELEN ................................................................................................................................ 22 2. NADELEN ...................................................................................................................................... 23 3. GAAN WE KOORTS BEHANDELEN? ........................................................................................... 23

REFERENTIELIJST .............................................................................................................................. 25

Page 6: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

1

SAMENVATTING Koorts wordt veroorzaakt door een verhoging van de setpoint in de hypothalamus waardoor de thermoregulatie op een hoger niveau wordt geregeld. Bij hyperthermie is er ook een verhoogde lichaamstemperatuur, maar dit wordt niet veroorzaakt door een verandering in de setpoint. Er is ook geen sprake meer van regulatie. De lichaamstemperatuur krijgt een vrije loop. De verhoging wordt bij koorts veroorzaakt door pyrogenen en prostaglandine E2 die doorheen de organum vasculosum van de lamina terminalis diffundeert in de preoptische zone van de hypothalamus. In de hypothalamus bevinden zich temperatuur ongevoelige neuronen, koudegevoelige neuronen en warmtegevoelige neuronen. Tijdens het stadium incrementum zal de setpoint worden verhoogd, waardoor koudegevoelige neuronen worden gestimuleerd. Het dier zal het koud krijgen en zal proberen warmte bij te houden en te produceren. Tijdens het stadium fastigium blijft de temperatuur ongeveer constant. Tijdens het stadium decrementum zal de setpoint verlagen, waardoor de warmtegevoelige neuronen worden gestimuleerd. Het dier zal warmte willen verliezen doordat de lichaamstemperatuur hoger is dan de setpoint. Koorts ziet men niet enkel bij zoogdieren, maar ook bij reptielen en vissen. Zij hebben geen inwendige thermoregulatie maar zij gaan hun lichaamstemperatuur verhogen door naar warmere plaatsen te migreren om zo hogere overlevingskansen te krijgen. Bij milde infecties heeft koorts een voordelig effect op het lichaam en hoeft dus niet worden behandeld. Door de temperatuurstijging daalt de groei van micro-organismen en de pyrogene cytokines zorgen mee voor een verhoogde resistentie tegen infecties. Bij ergere lokale en systemische infecties heeft koorts meer een nadelig effect op het lichaam. Dit komt omdat de hoge metabole kost en de langdurige hoge temperatuur zwaar doorweegt op de gezondheid en comfort van de patiënt. Een behandeling van koorts kan hier wel op zijn plaats zijn.

Page 7: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

2

INLEIDING Over koorts is er al veel onderzoek gevoerd en dit vooral in de jaren ’70 en ’80. Dit werd verwezenlijkt door enkele vooraanstaande wetenschappers, waaronder Matthew J. Kluger en Philip A. Mackowiak, waarvan in deze literatuurstudie veel referenties zijn overgenomen. Dankzij deze en andere studies is de pathogenese van koorts grotendeels opgehelderd. Toch is er nog onderzoek over bijvoorbeeld de werking van pyrogene cytokines en hun voor- en nadelen in het lichaam. Deze studies gaan voornamelijk over interleukine-1ß en zijn acties na het toedienen van lipopolysaccharide. In deze literatuurstudie wordt de pathogenese van koorts besproken bij een inflammatie. Neoplasie en immuungemedieerde oorzaken worden hier niet besproken. Hierbij komt eerst de functie van de thermoregulatie aan bod door de fysiologie te bespreken die de homeostase van lichaamswarmte in balans houdt. Met deze informatie kunnen we enkele verschillen aanduiden met koudbloedige dieren en met de term hyperthermie. Na deze inleiding in de fysiologie van koorts, worden de oorzaken van koorts besproken: de pyrogenen. Deze cytokines worden onderverdeeld in exogene en endogene pyrogenen met elk hun beschermende en vernietigende functies op infectieuze micro-organismen en op de gastheer zelf. Vanuit dit standpunt worden de functies van de geneesmiddelen aangehaald. Deze geneesmiddelen of antipyretica kunnen helpen om de negatieve symptomen van koorts te verminderen, toch zijn deze niet zo onschuldig en altijd noodzakelijk om te gebruiken. In deze literatuurstudie worden de voor- en nadelen van antipyretica besproken en ook wanneer de dierenarts deze best kan toedienen aan een patiënt met koorts.

Page 8: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

3

LITERATUURSTUDIE 1. HISTORISCHE INTRODUCTIE Koorts werd voor het eerst beschreven in de 6e eeuw voor Christus, uit de tijd van het Akkadische rijk in het Mesopotamië, waarbij de warmte - gepaard gaande met koorts en inflammatie - werd voorgesteld als een pictogram van een vuurkorf. Het was echter Hippocrates die voor het eerst een theorie bedacht over de etiologie van koorts. Volgens Hippocrates bestond het lichaam uit vier lichaamssappen: bloed, slijm, gele gal en zwarte gal. De verhoudingen van deze sappen zouden de gemoedstoestand of humores bepalen van het lichaam, waarbij een overmaat aan gele gal zou leiden tot koorts.1 Deze gele gal stond ook voor het element vuur, vandaar de link met koorts.2 Deze theorie werd lang aanvaard tot in 1628 wanneer William Harvey de bloedsomloop beschreef. Door deze ontdekking ontstonden er twee groepen van wetenschappers: enerzijds de iatrofysici die dachten dat koorts werd veroorzaakt doordat er wrijving ontstond in het lichaam door de bloedsomloop. Anderzijds de iatrochemici die dachten dat fermentatie en verrotting in het bloed en organen koorts veroorzaakten.1 In 1852 beschreef de Franse fysioloog Claude Bernard dat warmte werd geproduceerd door metabole processen in het lichaam en dat het autonoom zenuwstelsel de bloedvloei reguleerde voor warmte afgifte.2, 35 Een andere pionier in de fysiologie van koorts was Carl Von Liebermeister. Hij schreef in 1871 een artikel waarin hij een hypothese bedacht dat koorts werd veroorzaakt door een onevenwicht tussen warmteproductie en warmteverlies.36 Hij veronderstelde ook dat een milde of een erge koorts, voor een korte periode, een voordelig effect zou hebben op het lichaam. Hoge temperaturen die gepaard gingen bij koorts zouden ook de groei van micro-organismen doen dalen. Hij zei dat antipyretica enkel gebruikt mocht worden bij langdurige hoge koorts.3 Enkele jaren later werd deze hypothese experimenteel aangetoond door Richet en Ott. Zij bewezen dat de veranderingen in warmteproductie en warmteverlies plaatsvonden in de hypothalamus.36 Het meten van de temperatuur was een belangrijke stap in het begrijpen van de ernst van koorts en het onderkennen van verschillende stadia. De Duitser Carl Wunderlich was een van die pioniers. Hij schreef in 1868 een boek (vertaald naar het Engels in 1871) waarin hij de temperaturen mat tijdens verschillende ziekten. Zo ontdekte hij het gemiddelde lichaamstemperatuur van de mens (37°C) en die van dieren.37 Op het einde van de 19e eeuw schreef William H. Welch (mede oprichter van de Johns Hopkins Hospital in Baltimore, Maryland) een interessant artikel over de mechanismen van warmteproductie en warmteverlies, zowel tijdens homeostase als tijdens koorts. Hij stelde een hypothese waarbij het centrale zenuwstelsel de thermoregulatie zou reguleren. Dit deed hij door middel van experimenten op proefdieren waarbij hun cervicale ruggenmerg werd doorgesneden. Deze dieren konden geen koorts ontwikkelen na toediening van pyrogenen. Hiermee dacht hij dat de subcorticale zones in de hersenen een rol speelden in de thermoregulatie. Daarnaast ontdekte hij dat koorts kon worden ontwikkeld door zowel infectieuze als niet-infectieuze aandoeningen en dat de witte bloedcellen van de gastheer daar een rol in zou spelen. Op basis van zijn experimenten kon hij concluderen dat koorts voordelig is voor de gastheer door micro-organismen te doden of door een verhoogde resistentie van het lichaam tegen infecties.2

Page 9: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

4

In 1982 ontvingen John R. Vane, Sune K. Bergström en Bengt I. Samuelsson de Nobelprijs in fysiologie of geneeskunde voor hun ontdekkingen van de werking van prostaglandinen. Zij ontdekten o.a. dat prostaglandinen in de hersenen koorts kunnen opwekken. Sindsdien volgden veel studies om de pathogenese van koorts beter te begrijpen. De volgende hoofdstukken geven een inzicht wat er nu is geweten over de ontwikkeling van koorts bij inflammatie.

Page 10: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

5

2. WAT IS KOORTS? 2.1. DE FYSIOLOGIE VAN KOORTS Koorts wordt in vele artikels beschreven als een pyrogeen-gemedieerde stijging van de lichaamstemperatuur.1 Pyrogene stoffen gaan de thermische setpoint verhogen, waardoor het lichaam meer warmte moet produceren en bijhouden. Bij huisdieren wordt voornamelijk de rectale temperatuur genomen. De vaginale temperatuur is ook een optie maar men moet wel opletten dat de vaginale temperatuur 0,1°C tot 0,5°C lager is dan de rectale.9 De normale temperatuur van zoogdieren bevindt zich tussen de 36,5°C en 39,5°C en is diersoort afhankelijk.4 Naast de diersoort zijn er ook nog andere factoren die voor een fysiologische variatie in lichaamstemperatuur zorgen.9

• Pasgeboren dieren hebben een hogere lichaamstemperatuur dan oudere dieren.

• ’s Morgens is de lichaamstemperatuur lager dan ’s avonds. Bij febris inversa is dit omgekeerd.

• Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen bij het rund. Van 12 tot 24 uur voor de partus zal de temperatuur terug dalen.

• Het is logisch dat er na arbeid een hogere lichaamstemperatuur is. Het dier zal dan in een tijdelijke hyperthermie verkeren.

• Kort na het eten zal de lichaamstemperatuur stijgen door een verhoogde doorbloeding van het gastro-intestinaal apparaat.

• De lichaamstemperatuur hangt ook af van de omgeving. Wanneer een hond tijdens de zomer wordt opgesloten in een auto, dan zal deze een fatale hyperthermie ondergaan. Dit heeft te maken met de thermo-neutrale zone van het dier.

Tabel 1: Lichaamstemperatuur van verschillende diersoorten.4

Page 11: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

6

2.1.1. Thermoregulatie Thermoregulatie wordt geregeld door speciale neuronen in de hypothalamus. Die bepalen een constante lichaamstemperatuur door een evenwicht tussen warmteproductie en warmteverlies. Warmteproductie ontstaat als bijproduct van metabole processen, de bloedcirculatie en spieren.1

Warmteverlies wordt bekomen door radiatie, convectie, conductie en evaporatie. Hierover wordt later meer in detail gegaan.

Neuronen die de thermoregulatie coördineren bevinden zich in de preoptische zone van de anterior hypothalamus en in de aanliggende septale zone. (Figuur 1) Deze structuren zijn gelokaliseerd ter hoogte van het organum vasculosum van de lamina terminalis (OVLT).1,6 In deze regio is de bloed-hersen barrière zeer dun of zelfs onbestaande, waardoor pyrogene cytokines gemakkelijk door kunnen diffunderen.7 Aan deze neuronen bevinden zich warmtegevoelige receptoren die temperatuursveranderingen kunnen detecteren in het bloed.5 De hypothalamus ontvangt ook afferente informatie van de huid en het ruggenmerg. Deze signalen worden vervoerd via de tractus spinothalamicus (STt) naar de formatio reticularis (RF) in het cerebellum en zo naar de hypothalamus. Dit wil zeggen dat deze neuronen informatie krijgen van zowel centraal als perifeer.6 De warmtegevoelige neuronen gaan informatie verzamelen die vanuit de ruggenmerg komen en de koudegevoelige neuronen gaan informatie krijgen van de huidreceptoren. De temperatuur ongevoelige neuronen krijgen zelden signalen van die huidreceptoren vanuit de periferie.10 In figuur 2 zien we de neuronale “firing rates” van de warmtegevoelige neuronen (A), van de koudegevoelige neuronen (B) en het metabolisme van warmteproductie C tijdens veranderingen in hypothalamus temperatuur (Th).6 Deze “firing rates” die men meet zijn de ontladingen van actiepotentialen die ontstaan door het mechanisme van ion fluxen in de zenuwvezels.4 De grafieken in figuur 2 geven de ontladingen weer t.o.v. de lichaamstemperatuur onder verschillende condities. N staat voor de conditie zonder pyrogenen, P1 zijn onder lage pyrogene concentraties en P2 onder hoge

Figuur 1: Doorsnede hersenen met overzicht van de thermoregulatoire zone in de hypothalamus.1

Figuur 2: Eenvoudige model van hoe pyrogenen effect hebben op temperatuur gevoelige neuronen.1

Page 12: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

7

pyrogene concentraties. Wanneer de temperatuur drastisch daalt, zullen de warmtegevoelige neuronen hun aantal ontladingen eveneens dalen. Hierdoor zal het inhibitorisch effect dalen op de koudegevoelige neuronen zodat zij de nodige responses veroorzaken. De “firing rate” grafieken van de warmte- en koudegevoelige neuronen zijn elkaars spiegelbeeld. Pyrogenen gaan ervoor zorgen dat het aantal ontladingen van de warmtegevoelige neuronen gaan dalen en het aantal ontladingen van de koudegevoelige neuronen gaan stijgen. Dit heeft als gevolg dat de setpoint van 37°C verhoogd wordt en dat de patiënt het gevoel heeft dat het koud is. Dit komt door het verhoogd aantal ontladingen van de koudegevoelige neuronen.6 Van de preoptische neuronen zijn ongeveer 30% warmtegevoelig, 10% koudegevoelig en zijn er 60% die temperatuur ongevoelig zijn. In figuur 3 kan men zien dat volgens het model van Hammel10 bij temperatuurstijging de warmte receptoren signalen sturen naar de warmtegevoelige neuronen in de hypothalamus d.m.v. excitatie. De koudegevoelige effector neuronen worden geïnhibeerd en de warmtegevoelige effector neuronen geëxciteerd. Bij temperatuurdaling gaan de koude receptoren eerst de temperatuur ongevoelige neuronen exciteren, de koudegevoelige effector neuronen exciteren en daarna de warmtegevoelige effector neuronen inhiberen.10 Bij een stijging van de temperatuur ter hoogte van de hypothalamus gaan deze neuronen hun output verhogen (excitatie), waardoor er een hogere neuronale ontlading in die specifieke zones van de hypothalamus ontstaat.6

Figuur 3: Model van Hammel met W de warmtegevoelige neuronen, w de warmtegevoelige effector neuronen, I de temperatuur ongevoelige neuronen en c de koude gevoelige (effector) neuronen.10

Page 13: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

8

2.1.1.1. Stijging van de lichaamstemperatuur Volgens het model van Hammel blijkt dat de warmte- en koudegevoelige effector neuronen gaan zorgen voor warmteverlies en warmteproductie responsen. De “firing rates” van de warmtegevoelige effector neuronen worden enkel bepaald door de excitatie input van warmtegevoelige neuronen en de inhibitie van temperatuur ongevoelige neuronen. Bij een temperatuur rond het setpoint (± 37°C) is de excitatie en de inhibitie gelijk en is de totale output van die effector neuron nul. Temperaturen onder deze setpoint zal de output ook nul zijn (bij de koudegevoelige effector neuron juist niet). Temperaturen boven deze setpoint gaan ervoor zorgen dat de excitatie input van de warmtegevoelige neuronen de inhibitie gaan overschrijden en zal het aantal ontladingen van de warmtegevoelige effector neuronen eveneens stijgen.10 Bij een verhoogde lichaamstemperatuur zal de hypothalamus reageren door het lichaam warmte te doen verliezen. Men neemt verschillende fysiologische- en gedragsresponsen waar:4

• Verhoogde bloedvloei in de huidcapillairen door vasodilatatie. De warmte van het lichaam wordt getransporteerd via het bloed naar het huidoppervlak. Dit wordt gereguleerd door het sympathisch zenuwstelsel. Deze zorgt ervoor dat de gladde spiercellen gaan relaxeren in de arteriolen waardoor er vasodilatatie optreedt en de bloedvloei stijgt. Hierdoor wordt de huid warm. Het bloed wordt dan afgekoeld en de lichaamstemperatuur zal dalen.

• Lichaam en omgeving: radiatie, conductie en convectie. Radiatie is warmte die wordt verplaatst d.m.v. infrarode straling. Elk object bevat infrarode straling, maar wanneer de temperatuur van de huid hoger is dan dat van objecten in de omgeving dan ontstaat er een warmtetransfer.10

• Conductie is een fenomeen waarbij warmte wordt overgedragen naar een object dat kouder is. Wanneer een dier het warm heeft, dan zal het op een koelere bodem gaan liggen om zo warmte te verliezen.

• Convectie is de verplaatsing van warmte via lucht of water. Warme lucht is lichter dan koude lucht. Dit wil zeggen dat wanneer je lichaam warmer is dan zijn omgeving, de warme lucht van je lichaam wordt verplaatst door de koude lucht. Dit leidt tot een zeer efficiënte afkoeling, zeker wanneer er wind is.

• Evaporatie is een fysisch proces waarbij water vanuit vloeibare fase wordt omgezet in gasfase. Zweten wordt geactiveerd door de sympathicus en zal d.m.v. evaporatie zorgen voor afkoeling. Veelvuldig zweten kan ook leiden tot dehydratatie. Honden, katten en herkauwers kunnen hijgen om af te koelen, waardoor het water van de mucosa zal verdampen ter hoogte van de neusholte met als gevolg dat het bloed afkoelt. Het nat maken van de vacht door speeksel, zweet of water helpt ook om af te koelen.4

Page 14: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

9

2.1.1.2. Daling van de lichaamstemperatuur De “firing rates” van de koudegevoelige effector neuronen worden ook enkel bepaald door excitatie vanuit temperatuur ongevoelige neuronen en door inhibitie van warmtegevoelige neuronen. De output is nul bij normale lichaamstemperatuur. Dit doordat de hoeveelheid excitatie gelijk is aan de hoeveelheid inhibitie. Wanneer de temperatuur stijgt boven deze setpoint, dan zal het aantal ontladingen nog altijd nul zijn (I>E). Temperaturen onder deze setpoint zullen de output van de koudegevoelige effector neuronen doen stijgen, doordat de level van excitatie van de temperatuur ongevoelige neuronen hoger zijn dan de level van inhibitie. Het lichaam zal dan warmte gaan produceren en bijhouden d.m.v. de volgende responsen:4

• Vasoconstrictie van de huidcapillairen om geen warmte te verliezen. • Pilo-erectie bij sommige diersoorten.10 • Het dier zal gaan rillen door de frequentie van zijn spiercontracties te verhogen. Dit leidt tot

een zeer snelle stijging in warmteproductie doordat de stijging in metabolisme volledig wordt omgezet in warmte. Daarnaast zorgen het hart, de lever, de nieren en de hersenen ook voor warmteproductie.

• De term non-shivering thermogenesis wordt beschouwd als een stijging van het metabolisme zonder een verhoogde spieractiviteit. Dit komt voor bij kleine dieren, neonaten en dieren die leven in een koud klimaat.10 Non-shivering thermogenesis wordt veroorzaakt door 2 activiteiten:

o Een eerste is de stijging van de sympathicus activiteit die ervoor zal zorgen dat er een verhoogde secretie is van adrenaline en noradrenaline. Deze catecholamines, zoals bijvoorbeeld adrenaline, gaan het metabolisme stimuleren in verschillende weefsels. Het belangrijkste weefsel is het bruin vetweefsel - dat veel mitochondriën bevat - die de vrijgekomen vrije vetzuren zal metaboliseren via de oxidatieve fosforylatie tot energie in de vorm van ATP en warmte.

o Een tweede activiteit is een verhoogde secretie van thyroïdhormonen, waarbij zij ook het metabolisme verhogen in weefsels. Denk maar aan hyperthyroïdie.

• Gedragsveranderingen, zoals het opzoeken van warmere plaatsen.10 2.1.2. Fasen van koorts Er zijn vier verschillende fasen tijdens koorts. De eerste fase wordt ook wel de prodromale fase genoemd. Dit gaat over een tijdspanne van 15-90 minuten, waarbij er een uitscheiding is van endogene pyrogenen in de circulatie. Door vorming van PGE2 zal de setpoint worden verhoogd in de hypothalamus. De tweede fase is het stadium incrementum, waarbij zal de temperatuur van het dier stijgt. Dit komt doordat er een daling is in “firing rate” van de warmtegevoelige neuronen door de endogene pyrogenen.10 Het dier zal typische symptomen vertonen van perifere vasoconstrictie en zal hevig gaan rillen. De derde fase is het stadium acme of fastigium, waarbij de hoge lichaamstemperatuur constant blijft. Dit komt doordat het dier de nieuwe setpoint heeft bereikt en dat er algemeen een hoger metabolisme ontstaat. Het dier zal warm aanvoelen door de vasodilatatie in de huid, zal ook meer zweten en er zal veel energie verloren gaan om aan deze hoge graad van metabolisme te voldoen. Het dier zal warmte proberen te verliezen door conductie, convectie en radiatie.

Page 15: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

10

De laatste fase is het stadium decrementum. In deze fase zal koorts verdwijnen doordat de pyrogenen gaan verdwijnen ter hoogte van de hypothalamus. Dit zal de lichaamstemperatuur doen dalen. Door de daling in pyrogenen, zal het aantal ontladingen van de warmtegevoelige neuronen terug stijgen. Dit kan fysiologisch gebeuren of d.m.v. antipyretica.10 Wanneer de daling te snel gebeurt (tussen 1 en 2 uur) dan zal de patiënt in een crisis vallen. De pols en de ademhalingsfrequentie zal ook sterk dalen met de dood tot gevolg. Daarnaast is er een langzamere daling van de temperatuur of ook wel lysis genoemd. Het dier zal dan overtollige warmte laten verdwijnen door vasodilatatie in de huid en door te zweten.8 Bij bepaalde ziektes is er een soort van patroon van temperatuurschommelingen bij koorts:8

• Febris continua: dagschommelingen bij koorts van minder dan 1°C. • Febris septica-hectica: schommelingen van 3 tot 5°C. • Febris remittens: dagschommelingen van meer dan 1°C. • Febris intermittens: koorts met perioden van normale temperatuur afgewisseld met perioden

van hoge temperaturen in 24 uur. • Febris recurrens: schommelingen van koorts en geen koorts over langere periodes dan 24

uur. • Febris undulans: is een golvende koorts die enkele dagen kan duren. • Febris inversa: is een koorts waarvan de temperatuur ’s morgens hoger is dan ’s avonds. (Bij

tuberculose) 2.1.3. Hoe zit het met de koudbloedige dieren? Zoals hierboven beschreven kunnen warmbloedige dieren hun lichaamstemperatuur verhogen met behulp van thermoregulatie door neuronale activiteit in de hypothalamus en gedragsveranderingen. Koudbloedige dieren zoals reptielen, amfibieën en vissen bezitten geen inwendige thermoregulatie en kunnen enkel opwarmen door zich te verplaatsen naar een warmere omgeving. Volgens veel onderzoeken leidt dit tot verhoogde overlevingskansen van het dier.11 Bij onderzoek naar de koortsontwikkeling bij de zebravis, Danio rerio, ging men eerst hun voorkeur van omgevingstemperatuur zoeken. Dit deed men door de vissen in bassins te plaatsen die aan elkaar verbonden werden en die elk een andere temperatuur hadden. De meeste zebravissen gingen in het bassin zwemmen met een temperatuur van 29,4 ± 0,54°C. Met behulp van een transcriptoom analyse van de hersenen, kan men zien welke transcripten er worden geactiveerd tijdens de intraperitoneale injectie van gesynthetiseerde dsRNA (dit is een simulatie van een virus infectie). Men verdeelde de vissen in 4 groepen:

• Een groep die werd geïnjecteerd met synthetisch dsRNA met toegang tot een temperatuurgradiënt (Td; temperatuurafhankelijk);

• Een andere groep die werd geïnjecteerd met dsRNA maar met een constante omgevingstemperatuur (Ti; temperatuuronafhankelijk);

• Een derde groep werd geïnjecteerd met een placebo zoutoplossing (Sd) in een temperatuurgradiënt;

• Een controle groep die niet werd geïnjecteerd (C) en geen toegang kreeg tot een temperatuurgradiënt.

Page 16: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

11

Uit dit onderzoek bleek dat de zebravissen die geïnjecteerd zijn geweest met dsRNA en die naar warmere wateren konden zwemmen, meer kans hadden om te overleven. Dit komt mede doordat er een stijging is van PGE2 in het plasma (figuur 4). De nicotine, adrenerge en cholinerge receptoren worden geïnhibeerd onder Td omstandigheden. Tenslotte was er een significante stijging in acetylcholine esterase. Hieruit kon men besluiten dat een gedragsverandering door te zwemmen naar warmere gebieden zal leiden tot een inflammatoir respons. Vissen die geen beschikking hadden over een temperatuurgradiënt, hadden minder defensieve proteïnen tot hun beschikking, met als gevolg een daling van hun overlevingskansen. Daarnaast werden de zebravissen geïnfecteerd met de letale Spring Viraemia Carp Virus (SVCV). Hieruit kon men concluderen dat de vissen die onder een constante temperatuur van 22 °C zwommen meer klinische symptomen hadden. Bij zebravissen die gedragsveranderingen konden uiten, waren zelfs geen klinische symptomen zichtbaar en werden zelfs geen virus partikels teruggevonden. Hieruit kon men concluderen dat een temperatuursverandering kan leiden tot een hogere antivirale respons.11

Bij de hagedis, Dipsosaurus dorsalis, werden soortgelijke resultaten gevonden. Bij een onderzoek werden hagedissen geïnjecteerd met een gedode bacterie Aeromonas hydrophila en met een levende bacterie. De hagedissen werden in een experimentele kamer geplaatst waar ze 24u konden acclimatiseren, dit was de controledag. Daarna werden er warmte lampen geplaatst om zo een temperatuurgradiënt te creëren. De hagedissen die werden geïnjecteerd met een dode A. hydrophila ontwikkelden koorts na 3 à 4u. Tijdens de controle dag was hun lichaamstemperatuur 37,4 ± 0,6°C, waarbij dit op het einde van de dag daalde. Wanneer ze koorts ontwikkelden op dag 2 en 3, was hun lichaamstemperatuur tussen de 40 en 41°C en ontstond er geen temperatuurval tegen het einde van de dag. Bij het toedienen van levende bacteriën die dodelijk kunnen zijn voor hagedissen, ontstond er een koortsperiode van ongeveer 5 dagen. Op de 6e dag waren er normale lichaamstemperaturen bij de hagedissen vastgesteld. Van de 13 reptielen die werden geïnjecteerd, ging er één dood zonder koortsontwikkeling, één ging met vorming van koorts. Hieruit kon men ook besluiten dat een stijging van lichaamstemperatuur een gunstig effect had op de overleving van de infectie. Deze resultaten geven indicaties waarop de ontwikkeling van koorts een belangrijke functie heeft in de evolutie.12 Bij nog een studie met de Dipsosaurus dorsalis onderzocht men de effecten van serum ijzer op micro-organismen tijdens koorts. In vitro ontdekte men wanneer men de ijzerconcentratie (van de normale 100µg naar 50µg/100ml) deed dalen bij 42°C, ook de groei van deze bacterie daalde. De groei bij normale temperatuur (38°C) bleef normaal. Wanneer men ijzer supplementeerde aan hagedissen die besmet waren met de bacterie A. Hydrophila (en koorts heeft), dan steeg de mortaliteit. In een ijzerarm milieu - veroorzaakt door koorts - kan de bacterie A. Hydrophila moeilijk groeien. Dit zorgt mee voor een hogere overlevingskans tijdens inflammatie.28

Figuur 4: De plasma concentraties van PGE2 bij vissen zonder (wit) en met (zwart) temperuurgradiënt.11

Page 17: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

12

Neonati van zoogdieren hebben - net als koudbloedige dieren - een zeer gelimiteerde koortsrespons.3 Hierdoor is de omgevingstemperatuur van deze diertjes zeer belangrijk om te kunnen reageren tegen mogelijke infecties. Bij een studie werden 2 tot 5 dagen oude pups ondergebracht in 2 kamers met verschillende omgevingstemperatuur. In de eerste kamer met een omgevingstemperatuur van 28°C tot 30°C kregen de pups een rectale temperatuur van 35°C tot 37°C. In de tweede kamer was de temperatuur 36,7°C tot 37,7°C en hadden de pups een rectale temperatuur van 38,3°C tot 39,4°C. Wanneer ze werden geïnjecteerd met caniene herpesvirus, stierven de pups van de eerste kamer binnen de 8 dagen, maar de pups van kamer 2 overleefden het 9 dagen langer. Hieruit kon men besluiten dat koorts een voordelig effect heeft op het lichaam.3

2.2. KOORTS VERSUS HYPERTHERMIE Koorts moet onderscheiden worden van hyperthermie, want bij beide processen neemt men een stijging van de lichaamstemperatuur waar. Het fundamentele verschil is dat bij hyperthermie de thermische setpoint onveranderd blijft, terwijl bij koorts juist een temperatuur stijging wordt opgewekt door een stijging van de setpoint. Bij hyperthermie zal de lichaamstemperatuur geen vrije loop hebben, dit in tegenstelling tot koorts. Nog een verschil is dat alvorens er hyperthermie optreedt er geen gevoel is van koude, dus dieren gaan niet eerst warmte opzoeken. Dit gebeurt dus wel bij koorts. Antipyretica therapie zal geen invloed hebben bij dieren met hyperthermie.14 We kunnen koorts dan ook beschrijven als een pyrogene hyperthermie.9 Hyperthermie is het falen van de homeostase van de thermoregulatie.1 Hierbij zijn er 2 oorzaken: een verhoogde warmteproductie of een verminderde warmte afgifte. Een verhoogde warmteproductie zien we vaak bij dieren in arbeid en stress. Ook omgevingsfactoren spelen een belangrijke rol. In de zomer zijn er natuurlijk meer gevallen van hyperthermie omdat de dieren soms moeilijk kunnen afkoelen. Een vermindering in warmte afgifte kan ook een oorzaak zijn van hyperthermie. Dieren kunnen hun warmte niet afgeven door een te dikke vacht of te veel onderhuids vet, of wanneer ze een deken krijgen. Bij hartfalen kan er ook hyperthermie optreden omdat er een verminderde bloedcirculatie is met warmteretentie als gevolg.14 Omgevingsfactoren zoals een hoge vochtigheidsgraad en een te lage ventilatie in de stallen kunnen ook leiden tot hyperthermie.9 Er bestaan 2 soorten gradaties in hyperthermie: de milde en de erge vorm. Bij een hyperthermie van de milde vorm blijft de lichaamstemperatuur onder de 40°C en wordt veroorzaakt door een te warme omgeving. Men ziet dan symptomen van zwakte, dorst, duizeligheid, ongemakkelijkheid en bewusteloosheid.13 Ook zien we een verhoogde hart- en ademhalingsfrequentie, perifere vasodilatatie en het opzoeken van koelere plaatsen.9 De erge vorm van hyperthermie wordt ook wel een zonnesteek of hitteberoerte genoemd. Er ontstaat een lichaamstemperatuur van meer dan 40°C. Dit kan levensbedreigend zijn en kan leiden tot schade van het centraal zenuwstelsel en systemisch orgaanfalen. Naast de symptomen van milde hyperthermie stelt men ook het ontstaan van hersenoedeem vast doordat de bloed-hersen barrière is aangetast. Hierdoor komen proteïnen en andere osmotisch actieve stoffen in de hersenen, die vocht gaan aantrekken uit de circulatie. Door deze hoge temperaturen gaan veel proteïnen denatureren en de cellen gaan in apoptose met orgaanfalen als gevolg.13 Hyperthermie kan behandeld worden door het lichaam af te koelen met ice-packs, het lichaam nat te maken of het toedienen van infuustherapie.14

Page 18: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

13

Er bestaat ook een genetische aandoening waarbij het dier in hyperthermie gaat tijdens een operatie. Dit noemt men maligne hyperthermie. Het wordt veroorzaakt door anesthetica die zorgt voor een verhoogd metabolisme en spierrigiditeit. Bij deze patiënten ontstaat er ook een acidose door een CO2 overproductie. Maligne hyperthermie komt het vaakst voor bij varkens en wordt ook wel het Porcine Stress Syndrome (PSS) genoemd.14

3. PYROGENEN 3.1. EXOGENE PYROGENEN Exogene pyrogenen zijn micro-organismen die in het lichaam een infectie veroorzaken. Deze infectie leidt tot de productie van endogene pyrogenen uit macrofagen. Exogene pyrogenen gaan meestal zelf geen koorts induceren, maar zorgen wel er wel voor dat de endogene pyrogenen worden geproduceerd.15 Deze micro-organismen zijn vaak virussen, bacteriën en fungi.16 Maar ook antigeen-antistof complexen en complement (C3a en C5a) afkomstig van de gastheer, kunnen leiden tot de productie van endogene pyrogenen. Een van de belangrijkste exogene pyrogeen is de lipopolysaccharide (LPS) van gram-negatieve bacteriën.15 Een intraveneuze injectie van LPS leidt tot de ontwikkeling van koorts.34 LPS bevindt zich in het buitenste membraan van de gram-negatieve bacterie en heeft een hogere pyrogene activiteit dan peptidoglycanen die zich onder het buitenste membraan bevinden. Slechts een injectie van enkele nanogram LPS in het lichaam kan leiden tot koorts.15 In figuur 5 zien we een schematische voorstelling van LPS: van binnen naar buiten bestaat LPS uit een hydrofobe lipide A, een oligosaccharide kern en een O-antigen.17 LPS zal in de circulatie rechtstreeks binden aan CD14 (LPS receptor) of onrechtstreeks via LPS binding proteïne (LBP). De binding van LPS met een LBP zal de productie van TNF (tumor necrosis factor) in macrofagen sterk verhogen. Dit komt omdat LBP sneller in de macrofaag een verhoogde TNF productie kan veroorzaken, dan wanneer LPS bindt aan CD14. CD14 heeft een centrale rol in de inflammatoire respons en zal ook reageren bij een binding met peptidoglycanen, rhamnose-glucose polymeren van de Streptococcus mutans en lipoarabinomannan van de Mycobacterium tuberculosis.15

Figuur 5: Een schematische voorstelling van de membraan van een Escherichia coli. 17

Page 19: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

14

Gram-positieve bacteriën hebben geen lipopolysaccharide in hun celwand, maar bevatten wel 3 componenten die een pyrogene activiteit hebben. Meer dan 90% van het oppervlak wordt vertegenwoordigd door peptidoglycanen. Peptidoglycanen bestaan uit twee componenten: N-acetylglucosamine en N-acetylmuraminezuur. Het gedeelte dat het meest pyrogeen is in peptidoglycanen is het muramyl dipeptide (MDP). MDP kan binden aan CD14 om zo een cytokine release te veroorzaken. Een tweede component is de lipoteichoic acid (LTA) dat eveneens de cytokine productie stimuleert in macrofagen. Rhamnose-glucose polymeren (RGP) zijn het derde component van de celwand die pyrogene eigenschappen vertonen. RGP’s bevinden zich altijd op de celwand van Streptococcus species. Naast deze celwandstructuren produceren gram-positieve bacteriën exotoxines, die op hun beurt ook cytokines kunnen laten produceren door macrofagen. Exotoxines zullen binden aan het major histocompatibility complex klasse 1 (MHC 1) van antigeen presenterende cellen. Dit complex bindt zich dan aan de T-cel zodat deze TNF en andere cytokines gaat produceren, wat altijd gebeurt na een infectie.15 Als laatste is er de Tuberculose kiem die in zijn celmembraan een speciaal structuur heeft: lipoarabinomannan (LAM). LAM is een lipide-rijk membraan dat een stimulus vormt voor TNF, IL-1 en IL-6 productie door macrofagen. 3.2. ENDOGENE PYROGENEN Endogene pyrogenen (EP) zijn kleine proteïnen - ook wel cytokines genoemd - die in het lichaam zorgen voor een inflammatoire respons.7 De meest belangrijke EP zijn interleukine-1 (IL-1: IL-1α en IL-1β), tumor necrosis factor (TNF), interleukine-6 (IL-6) en interferon (IFN).18 Deze cytokines worden voornamelijk geproduceerd door macrofagen wanneer zij in contact komen met een infectieus agens. Deze EP binden zich op receptoren van de preoptische zone van de anterior hypothalamus t.h.v. de organum vasculosum lamina terminalis (OVLT). Daar wordt fosfolipase A2 geactiveerd, zodat er arachidonzuren van plasmamembranen vrijkomen, die als substraat dienen voor de cyclo-oxygenase pathway. Door de cyclo-oxygenase (COX-1) wordt prostaglandine E2 (PGE2) geproduceerd en zal door zijn lipofiele karakter en kleine moleculaire massa doorheen de bloed-hersenbarrière diffunderen.18 Er zijn 3 hypothesen die kunnen verklaren hoe perifere cytokines in de hersenen komen.21 1) De transport hypothese. Deze hypothese veronderstelt dat cytokines, ondanks hun hydrofiel karakter, doorheen de bloed-hersen barrière (BHB) migreren. Dit kan veroorzaakt worden door lekkages, een verhoogde permeabiliteit, speciale carrier-gemedieerde transport of doordat pyrogeen-geactiveerde monocyten zelf doorheen de BHB migreren. Maar hiervan zijn nog geen bewijzen gevonden. 21 2) De organum vasculosum laminae terminalis hypothese. De OVLT bevindt zich in de middenlijn van de preoptische zone van de hypothalamus in de anteroventrale wand van de 3e ventrikel. Daar is de BHB zeer dun of zelfs onbestaande, wat ervoor kan zorgen dat cytokines daar wel de hersenen kunnen bereiken. Cytokines gaan daar de PGE2 synthese stimuleren door vorming van arachidonzuur, dat wordt omgezet door middel van COX-1. Dit is de meest aanvaarde hypothese. 21 3) De neurale hypothese. Deze hypothese veronderstelt dat de subdiafragmatische vagale afferente zenuwen mee een rol spelen in het signaleren van de hersenen door cytokines die gevormd worden in

Page 20: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

15

de levermacrofagen (Kupffer cellen). Niet enkel cytokines in de circulatie kunnen koorts induceren, maar door deze neurale stimulus kan dit ook door cytokines die in de hersenen worden gevormd. Deze hypothese veronderstelt dan ook dat er een neuronale invloed is, maar dat de gevormde cytokines in de hersenen pas werden gedetecteerd nadat er al koorts werd ontwikkeld.21 Neuronale koortsinductie? Wanneer men LPS intraveneus toedient aan proefdieren (hier cavia’s), ziet men dat er al koorts is ontwikkeld vooraleer de cytokines in het bloed worden gedetecteerd. Hieruit besluit men dat cytokines in het bloed niet snel genoeg koorts induceren en dat er ook andere mechanismes zijn die koorts eerder kunnen doen ontwikkelen. Ook het feit dat er weinig cytokine receptoren zijn ter hoogte van de OVLT, doet wenkbrauwen fronsen. In een nieuwe hypothese gaat men er vanuit dat er voor een snelle koortsinductie een neuronale mechanisme is in plaats van een humorale. In dit onderzoek heeft men een subdiafragmatische vagotomie uitgevoerd met een daling van de lichaamstemperatuur en een blokkade van noradrenaline depletie in de hypothalamus tot gevolg. Men ontdekte dat exogene en endogene pyrogenen zorgen voor een noradrenaline activatie en dus ook een verhoogde PGE2 uitstorting ter hoogte van de preoptische zone van de hypothalamus.21 Omdat deze zenuwen geen receptoren hebben voor LPS, is men ervan overtuigd dat cytokines - die eerder niet detecteerbaar zijn in het bloed - toch een voldoende concentratie hebben om die receptoren te stimuleren. Deze cytokines zijn afkomstig van de Kupffer cellen in de lever die dan de hepatische tak van de vagus stimuleren. De Kupffer cellen kunnen ook PGE2 produceren die eventueel ook een stimulatie veroorzaken ter hoogte van de hepatische vagale zenuw. Wanneer LPS in contact komt met C3a en C5a, zal de Kupffer cel binnen enkele minuten cytokines en prostaglandines produceren.21

Via figuur 6 en 7 kan men dit als volgt uitleggen: In het bloed zorgt de lipide A van LPS voor een anafylactische reactie waardoor C3a en C5a wordt geproduceerd. Deze complementfactoren binden zich aan de Kupffer cellen waarbij zij cytokines, PGE2 en andere tot nu toe nog onbekende mediatoren vrijstellen. Deze mediatoren gaan de nabij gelegen subdiafragmatische vagale afferenten activeren, waardoor zij via de tractus solitarius (NTS) en via de ventrale noradrenerge bundel de hypothalamus bereiken. Daar zal noradrenaline worden vrijgesteld.21 Noradrenaline zou zich dan binden aan alpha-1 postsynaptische adrenerge receptoren (AR) van de warmtegevoelige neuronen, die de fosfolipase in gang zet ter vorming van arachidonzuur. Daar wordt arachidonzuur omgezet naar PGE2 via COX-1. PGE2 heeft ook een inhibitorisch effect op de vrijstelling van noradrenaline via de prostaglandine receptor EP3, net als noradrenaline ook zijn eigen vrijstelling inhibeert via de alpha-2 adrenerge receptoren. PGE2 zal dan via EP1 de activiteit van de warmtegevoelige neuron doen dalen.20 Hierdoor wordt koorts ontwikkeld via een snelle weg, maar dat sluit niet uit dat andere cytokines - in de circulatie en in de hersenen - niet mee koorts induceren.21

Figuur 6: Vereenvoudigde doorsnede van de hersenen met de invloed van de nervus vagus op de hypothalamus.20

Page 21: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

16

Burvenich en collega’s hebben in 1982 voor het eerst koorts kunnen uitlokken bij de geit door PGE2 in te spuiten in het 3e ventrikel van het cerebrum. Dit gebeurde d.m.v. een fijne sonde die door stereotactische chirurgie tot vlak tegen het thermoregulerend centrum was gestoken. Intraveneuze en intramammaire toediening van flurbiprofen als voorbehandeling, veroorzaakten een totale koortsremming.34

Tabel 2: De meest belangrijke cytokines die een pyrogene activiteit hebben.18

Figuur 7: De fysiologie van noradrenaline ter hoogte van de postsynaptische einden van warmtegevoelige neuronen.20

Page 22: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

17

In tabel 2 is te zien dat pyrogene cytokines een autocriene functie hebben, zodat zij ook in staat zijn andere cytokines te laten produceren door middel van opregulatie.18,19

TNF en IL-1 hebben als eigenschappen om t.h.v. OVLT de endotheel cellen PGE2 en PGI2 te doen produceren. Ook zijn ze in staat om daar de bloedvloei te verminderen en een verhoging in accumulatie van witte bloedcellen te veroorzaken. Deze effecten zullen mee bijdragen tot een verhoogde doorlaatbaarheid van prostaglandines en cytokines.19 Zoals hierboven beschreven zijn er ook verschillende opvattingen dat endogene pyrogenen niet zelf doorheen de BHB dringen, maar wel hun kortlevende intermediaire mediatoren. Maar over dit onderwerp is er nog veel discussie.19 In de hypothalamus, t.h.v. het OVLT, zullen PGE2 en de pyrogene cytokines de warmtegevoelige neuronen gaan inhiberen, zodat dan ook de inhibitie van de koudegevoelige neuronen zal wegvallen. Hierdoor zal de setpoint verhoogd worden waardoor het lichaam meer warmte zal produceren en bijhouden.20 Ook niet-cytokines kunnen een PGE2 synthese stimuleren via LPS om zo een koortsreactie te induceren. De componenten van de complementcascade C3a en C5a, vaak aanwezig bij een anafylactische reactie, kunnen ook worden geproduceerd door LPS. LPS zorgt voor een binding aan C1 en C3 via hun lipide A en aan C3 via hun oligosacchariden. C3a en C5a gaan binden aan macrofagen, mastcellen, neuronen en endotheelcellen, zodat zij de synthese van PAF’s (Platelet-Activating Factor) stimuleren. Deze PAF’s gaan mee zorgen voor PGE2 synthese t.h.v. de OVLT in de hypothalamus.20 Lipide A van LPS kan ook het Hageman factor (coagulatie factor XII) activeren zodat er na binding twee processen ontstaan. Ten eerste zal door deze binding prekallikrein worden omgezet naar het actieve kallikrein. Kallikrein zal op zijn beurt het high-molecular-weight (HMW) kininogeen klieven tot bradykinine. Bradykinine zal hierdoor mee zorgen voor de synthese van PGE2. Ten tweede zal het Hageman factor de coagulatie cascade op gang brengen, met als eindproduct thrombine. Thrombine zal mee zorgen voor een stimulatie van het PAF synthese. Zij kan ook samen met PAF de prostaglandine synthese stimuleren. Deze bevindingen zijn echter nog niet volledig getest.20 3.3. ACUTE FASE RESPONS Koorts en acute fase eiwitten (APP – acute phase proteins) worden vaak geproduceerd tijdens inflammatie dat leidt tot een acute fase respons. Een acute fase respons wordt vaak uitgelokt door ofwel een bacteriële infectie, een virale infectie, trauma, brandwonden, tumoren enz. Het is in feite een term dat een verandering in plasma concentratie van eiwitten, geproduceerd door levercellen, weergeeft.1 De ontwikkeling van koorts en acute fase proteïnen (APP) worden onafhankelijk gereguleerd, omdat bij sommige aandoeningen er koorts wordt gevormd en geen APP’s en omgekeerd. APP’s worden geproduceerd in de lever en worden gereguleerd door een complexe mix van cytokines en hormonen, die via transcriptie factoren de APP genen tot expressie brengen.

Tabel 3: De acute fase proteïnen1

Positieve APP: • C-reactief proteïne • Serum amyloïd A • Complement • Ceruloplasmine • Haptoglobine • Fibrinogeen • C1 esterase inhibitor • C4b binding proteïne • Ferritine • Fosfolipase A2 • Plasminogeen activator

inhibitor-1 • α1- Acid glycoprotein • α1- Protease inhibitor • Fibronectine • Hemopexine • Pancreatic secretory

trypsin inhibitor • Inter- α protease inhibitor • Manose binding proteïne

Negatieve APP: • Albumine • Transferrine • Transthyretin • α2-HS glycoprotein

Page 23: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

18

Tijdens een acute fase respons gaan sommige APP stijgen in plasma concentratie, deze worden ook wel de positieve APP’s genoemd. De positieve acute fase proteïnen zijn C-reactief proteïne (CRP), serum amyloïd A, complement1, ceruloplasmine en haptoglobine (tabel 3).18 CRP zal zorgen voor activatie van het complement systeem en het kleefvermogen van fagocyten. De CRP activiteit kan verhoogd worden door de productie van cytokines van macrofagen. Serum amyloid A heeft daarentegen een adhesieve en chemotactische functie voor fagocyten en lymfocyten. Complement zal tijdens de acute fase respons zorgen voor chemotaxis, opsonisatie, cytotoxisch effect op cellen, vasculaire permeabiliteit en dilatatie.1 De negatieve APP’s zijn die APP’s die dalen in plasma concentratie tijdens een acute fase respons. Deze zijn voornamelijk albumine, transferrine en transthyretin.18 Interleukine-6 is een belangrijke agonist bij APP expressie en LPS zal de APP synthese direct uitlokken. TNF-α en IL-1 zouden ook voor een verhoogde APP synthese zorgen. Glucocorticoïden kunnen, bij fysiologische hoeveelheden, voor een productie van APP zorgen, maar bij hoge dosissen zal het de APP productie inhiberen. Insuline, IL-4, IL-10 en α-melanocyte-stimulating hormonen zijn dan weer antagonisten die de APP synthese zullen inhiberen. Bij de agonisten kan men nog een onderscheid maken tussen een APP type 1 en 2. IL-1 en TNF zullen voornamelijk de type 1 APP productie verhogen (CRP, serum amyloid A en andere). IL-6 daarentegen zal de type 2 APP’s verhogen (fibrinogeen, haptoglobine,…). Maar IL-6 kan samen met IL-1 en TNF de type 1 APP productie verhogen.18 Zoals eerder vermeld zijn koorts en de vorming van acute fase eiwitten twee aparte componenten die een eigen regulatie hebben tijdens een acute fase respons. Dit wil zeggen dat wanneer men koorts wil doen laten zakken door middel van COX inhibitoren, dit geen effect heeft op de APP. Injectie van lage dosissen IL-1 en TNF in de hersenen zal niet leiden tot een verhoogde APP vorming, dit gebeurt wel bij een hogere dosis. Volgens onderzoek kunnen de acute fase eiwitten zelf geen koorts uitlokken. Koorts en APP productie worden wel samen gezien bij een invasieve bacteriële infectie, terwijl APP ook zonder koorts kan worden geproduceerd zoals tijdens een grote operatie. Bij een graft-versus-host reactie wordt er wel koorts ontwikkeld maar er is geen APP productie.18 3.4. ANTIPYRETICA Een van de grootste doorbraken in de geschiedenis van geneesmiddelen, was de ontdekking van acetylsalicylzuur. In de tijd van Hippocrates werd de schors van wilgen al gebruikt om inflammatie en koorts te behandelen. Net als de verhouding tussen de verschillende lichaamsvloeistoffen volgens Hippocrates, gebruikte men deze theorie voor alle aandoeningen tot in de 19e eeuw. Vanuit de wilgenbast werd later de ester van salicylzuur geïsoleerd en daarna de pure vorm van salicylzuur zelf. Salicylzuur was een goed anti-inflammatoir geneesmiddel, maar het was nog niet efficiënt genoeg want de patiënt moest enkele grammen van natrium salicylaat innemen. Dit was echter onaangenaam en niet smakelijk.38 Het was de Duitser Felix Hoffman - chemicus bij Bayer - die in 1897 voor het eerst salicylzuur veresterde met acetaat tot acetylsalicylzuur (zijn collega Arthur Eichengrün claimde in 1949 dat hij de eerste was).39 Deze formule was beter verdraagbaar en Bayer patenteerde de naam Aspirine. Bayer werd vanaf dan één van de grootste farmaceutische bedrijven. In 1919 na Wereldoorlog 1 verloor Bayer de rechten op de naam “Aspirine” tijdens het Verdrag van Versailles.38

Page 24: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

19

Sinds de ontwikkeling van Aspirine, volgden nog vele ontdekkingen van niet-steroïdale anti-inflammatoire geneesmiddelen die we vandaag gebruiken. 3.4.1. Endogene Antipyretica In vorige hoofstukken zijn de endogene pyrogenen besproken als cytokines die een rol spelen in de inductie van koorts. Het inhiberen van deze endogene pyrogenen zal leiden tot een vermindering of zelfs een totale reductie van koorts. Endogene antipyretica zijn endogene stoffen met een antipyretische werking zoals de arginine vasopressine , α-melanocyte-stimulating hormone en glucocorticoïden.22 Arginine vasopressine (AVP) is een neuropeptide, dat zich in weefsels t.h.v. het ventrale septale zone van de hersenen bevindt en een binding veroorzaakt met een V1-receptor om zo een verlaging van het lichaamstemperatuur teweeg te brengen. Dit is te verklaren wanneer men een V1-receptor antagonist toedient aan de patiënt, dan duurt de koorts langer en wordt het erger. Wanneer men AVP injecteert in een ander deel van de hersenen, dan leidt dit niet tot een daling van koorts. Het ware mechanisme achter deze binding en het antipyretisch effect van AVP is nog niet bekend.31 α-Melanocyte-stimulating hormone (α-MSH) is ook een peptide dat voor een daling van de lichaamstemperatuur zorgt tijdens koorts. In tegenstelling tot AVP zal α-MSH koorts doen dalen die werd veroorzaakt door LPS (lipopolysaccharide) van bacteriën en andere endogene pyrogenen. α-MSH synthese wordt tijdens koorts gestimuleerd en wordt vrijgesteld t.h.v. de laterale septum in de preoptische zone van de hypothalamus. Daar zal α-MSH binden aan melanocortine receptoren (MCR3 en 4) met een koortsdaling tot gevolg. De exacte mechanismen zijn nog niet opgehelderd. Uit recent onderzoek is gebleken dat α-MSH niet alleen een centrale antipyretische activiteit heeft, maar ook een perifere. α-MSH zal - met behulp van een inhibitorische molecule - de toll-like receptor (TLR4) van de cellen van het immuunsysteem antagoniseren. Hierdoor kan LPS niet binden met TLR4, waardoor er minder pyrogene cytokines worden vrijgesteld.31 Men heeft ook ontdekt dat de concentratie van α-MSH t.h.v. de hypothalamus het hoogst is tijdens het stadium incrementum.6 Glucocorticoïden kunnen ook koorts onderdrukken door het inhiberen van de productie van IL-6 en TNF. De actie van IL-1 en interferon zal worden geïnhibeerd door lipocortine.6 Lipocortine heeft een antipyretische activiteit door het inhiberen van fosfolipase A2 en door het downreguleren van COX-2. In studies heeft men bij ratten met koorts glucocorticoïden geïnjecteerd in de hypothalamus. Bij deze ratten daalde de koorts. Maar bij injectie van glucocorticoïd receptor antagonist, bleef de koorts echter aanwezig in deze ratten.31 Er zijn ook cytokines die een antipyretische werking hebben en behoren ook tot de groep van endogene antipyretica. Deze zijn TNF-α en IL-10.22 IL-10 als endogene antipyretica werd onderzocht met de muis als proefdier. Uit dit onderzoek is gebleken dat wanneer men IL-10 knockout bij muizen, zij een hoge koorts ontwikkelen bij het toedienen van LPS. Deze koorts zal langer en erger zijn dan bij de controle groep muizen, die wel nog IL-10 kunnen produceren. Bij de mens zal een voorbehandeling van IL-10 een daling van de koorts opleveren, dit komt omdat IL-10 glucocorticoïden secretie stimuleert en IL-6 concentratie in plasma verlaagt.25

Page 25: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

20

3.4.2. Exogene Antipyretica Doorheen de jaren zijn er geneesmiddelen ontwikkeld die koorts doen dalen. Deze worden de exogene antipyretica genoemd. De meest gebruikte zijn de niet-steroïdale anti-inflammatoire geneesmiddelen of kortweg de NSAID’s. NSAID’s hebben een perifere en een centrale werking. Perifeer gaan ze de productie van pyrogene cytokines (IL-1ß en TNF) en de adhesiemechanismen van leukocyten onderdrukken. Centraal gaan ze de cyclo-oxygenase (COX) remmen en kunnen mee endogene antipyretica (o.a. arginine vasopressine) vrijstellen. De COX remming is het belangrijkste mechanisme en zal de synthese van prostaglandines onderdrukken.23 Er zijn twee soorten COX enzymen:

• COX-1 zorgt voor de productie van prostaglandines die een beschermende functie hebben zoals t.h.v. de maagmucosa.33 Deze enzymen bevinden zich in de maag, in de nieren en in bloedplaatjes.24 COX-1 zal ook de homeostase onderhouden, waardoor het remmen van COX-1 vaker leidt tot bijwerkingen.23

• COX-2 wordt gebruikt door signalen van pyrogene cytokines en produceert prostaglandines die mee ontstaan in ontstekingsprocessen.23,33 COX-2 wordt sterk ge-upreguleerd tijdens koorts31 en is een kritieke stap in de vorming van arachidonzuur. Antipyretica die voornamelijk of specifiek COX-2 remmen, worden het meest gebruikt als therapie.23

NSAID’s worden best niet toegediend aan patiënten met maag-, darm- en nierproblemen.33 Cyclo-oxygenase kan men op 3 verschillende manieren inhiberen: 1) Irreversibele inhibitie. Dit gebeurt voornamelijk door Aspirine en pyrazolonen die een covalente

binding vormen met het enzym. 2) Reversibele en competitieve inhibitie. Hierbij gaan geneesmiddelen zoals ibuprofen in competitie

gaan met arachidonzuur om zo prostaglandines te blokkeren. 3) Reversibele, niet competitieve inhibitie. Dit geeft een snelle maar zwakke werking van

geneesmiddelen zoals paracetamol, dat maar een zwakke inhibitor is van cyclo-oxygenase.24 De meest gebruikte geneesmiddelen om koorts te reduceren bij dieren zijn de NSAID’s en worden hieronder weergegeven.

• Para-aminofenolderivaten: paracetamol. Dit zijn COX inhibitoren die enkel centraal een antipyretische en analgetische werking hebben.24 Bij het toedienen van pyrogenen bij het konijn, zag men dat α-MSH een hogere antipyretische werking had dan paracetamol. Zoals in het vorig hoofdstuk beschreven, kan een injectie met α-MSH resulteren in een daling van koorts. Men ontdekte ook dat er geen koortsdaling ontstond na toediening van α-MSH bij een arachidonzuur geïnduceerde koorts. Dit gebeurt wel bij paracetamol. Men denkt dus dat paracetamol ook α-MSH zou vrijstellen in de hypothalamus naast de inhibitie van cyclo-oxygenase.32

• Salicylaten: natriumsalicylaat en acetylsalicylzuur. Deze hebben zowel een centrale als een perifere COX remming. Ze hebben een antipyretische, een ontstekingsremmende en een analgetische werking.24

• Pyrazolonderivaten: metamizole. Zij hebben - net als de salicylaten - een centrale als een perifere COX remmende werking en worden vooral aan paarden en runderen toegediend.24

• Fenamaten: flunixine en tolfenaminezuur. Flunixine en tolfenaminezuur worden voornamelijk gebruikt vanwege hun sterke ontstekingsremmende en analgetische werking. Tolfenaminezuur kan bij de kat worden aangewend voor zijn antipyretische werking.24,33

Page 26: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

21

• Propionzuurderivaten: carprofen en ketoprofen. Ketoprofen is een goede COX remmer, maar veroorzaakt echter bijwerkingen aan het maag-darm stelsel. Carprofen is een veel mildere COX remmer en heeft hierdoor veel minder neveneffecten. Carprofen is dan ook ideaal voor een langetermijn therapie.24

• Oxicam-groep: meloxicam en piroxicam. Oxicams hebben ook een centrale en perifere werking. Meloxicam heeft een sterke antipyretische werking met weinig neveneffecten vanwege zijn COX-2 voorkeur. Bij hogere dosissen verdwijnt de COX-2 specificiteit.24,33

• Coxib-groep: cimicoxib, mavacoxib, firocoxib en robenacoxib. Dit zijn selectieve COX-2 remmers en kunnen gebruikt worden voor langetermijn therapie.24

Of het gebruik van antipyretische geneesmiddelen een goed idee is, wordt in het volgende hoofdstuk verder bekeken.

Figuur 8: Aspirine uit de tijd van Felix Hoffman bij Bayer.39

Page 27: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

22

BESPREKING: IS KOORTS GUNSTIG OF SCHADELIJK? Wanneer de dierenarts wordt geconfronteerd met een dier dat koorts ontwikkeld, kan hij of zij zich afvragen of koorts in bepaalde klinische gevallen gunstig of schadelijk is voor het individu. Is een behandeling van koorts dan noodzakelijk? Hieronder volgen enkele voor- en nadelen van koorts. 1. VOORDELEN Wanneer we terugkijken in de tijd, dan zien we dat koorts een evolutie heeft ondergaan in het dierenrijk. Bijna alle diersoorten zoals zoogdieren, reptielen, amfibieën en vissen ontwikkelen koorts door hun lichaamstemperatuur te verhogen.26 Ook het feit dat het ontwikkelen van koorts een metabool erg actief proces is, moet het toch een belangrijke functie hebben. Wanneer de lichaamstemperatuur stijgt met 1°C dan stijgt het metabolisme met 10% of meer (Q10 temperatuur coëfficiënt).27 In hoofdstuk 2.1.3. werd al besproken dat de overlevingskansen van koudbloedige dieren zoals de reptiel Dipsosaurus dorsalis en de zebravis Danio rerio stijgen wanneer ze koorts ontwikkelen. Dit doen ze door naar warmere plaatsen te migreren om zo hun lichaamstemperatuur te laten stijgen. Hiermee ontdekte men een positieve correlatie tussen lichaamstemperatuur en overleving. Experimenten bij zoogdieren, zoals bij muizen en konijnen, zijn de resultaten echter verdeeld. Bij het artificieel induceren van koorts zijn er gevallen gerapporteerd van een verhoogde resistentie tegen bepaalde virussen en bacteriën, maar echter ook een verlaagde resistentie. Dit type koorts is vaak niet representatief ten opzichte van de echte fysiologische koorts.26 Men moet wel voorzichtig zijn met bepaalde resultaten wanneer er geen koorts ontwikkelt bij bepaalde dieren. Dit zou te maken hebben dat een bepaald pyrogeen, dat werd toegediend, niet de juiste stimulus zou veroorzaken voor dat type species. De dosis van het toegediende pyrogeen is ook belangrijk bij het induceren van koorts. Gestresseerde proefdieren hebben een verhoogde plasmaconcentratie aan glucocorticoïden die een onderdrukkend effect hebben op de koortsontwikkeling.3

Een stijging van de lichaamstemperatuur bij koorts heeft een verhoogde immuunrespons als gevolg. Er is een verhoogde migratie van neutrofielen, verhoogde productie en activiteit van interferon (IFN), verhoogde T-lymfocyt proliferatie3 en door een ijzerarm milieu is er een verminderde groei van micro-organismen.28 Interleukine-1 (IL-1) en de tumor necrosis factor (TNF-α) zorgen mee voor een verhoogde interleukine-2 productie en een verhoogde proliferatie van T-lymfocyten8 en B-lymfocyten.18 Interferon heeft een antivirale functie en stimuleert macrofagen en NK-cellen (natural killer cells).7 Interleukine-6 (IL-6) zorgt mee voor een immunoglobuline productie in geactiveerde B-lymfocyten.7 De weerstand zal worden verhoogd tegen bepaalde virale en bacteriële infecties wanneer men deze pyrogene cytokines in de patiënt injecteert. Toch is dit enkel te gebruiken bij een lokale of een milde systemische infectie.26

Page 28: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

23

2. NADELEN Koorts zou naast een voordelig effect ook een nadelig effect hebben op het lichaam. Een temperatuur van meer dan 42°C is zowel schadelijk voor het infectieuze micro-organisme als voor de gastheer zelf. Maar deze temperaturen worden slechts experimenteel bereikt.6 Deze hoge temperaturen worden vaak bereikt wanneer de patiënt ook hyperthermie heeft tijdens koorts. De hagedis Dipsosaurus dorsalis kon een lichaamstemperatuur van 42°C voor 3,5 dag aanhouden maar stierf uiteindelijk aan de negatieve effecten van het aanhouden van deze levensbedreigende temperaturen.3 Deze hoge lichaamstemperaturen zullen leiden tot orgaanfalen, zenuwstoornissen en hevige inwendige bloedingen. Vooral de hersenen, de nieren en de lever worden aangetast door oedemateus te gaan zwellen. Bij deze hoge temperaturen gaan proteïnen, enzymen en DNA denatureren, waarbij ook hun synthese zal worden geïnhibeerd en dan gaan de cellen in apoptose. Er zijn meerdere theorieën over hoe het lichaam en de cellen degenereren door hyperthermie. De meest aanvaarde theorie hiervan is een verhoogde metabole energie consumptie. Deze zou leiden tot afwijkende ionenstromingen en schadelijke metabole cascades. Dit heeft ook als gevolg dat er anoxie optreedt in de cellen door een verhoogde consumptie en een afwijkende aan -en afvoer van zuurstof. Neuronen in de hypothalamus en endogene antipyretica3 (arginine vasopressine e.d.) zorgen ervoor dat het lichaam geen koorts ontwikkelt met temperaturen boven de 42°C. Dit noemt men in de Angelsaksische literatuur de “fever’s upper limit”.6

Naast een verhoogde immuunrespons hebben IL-1, TNF-α, IFN en IL-6 ook nadelige effecten op het lichaam. Bij studies van sepsis speelt lipopolysaccharide (LPS) een belangrijke rol. Wanneer men LPS toediende aan proefdieren, ontdekte men dat de symptomen van sepsis gelijktijdig ontwikkelden samen met een stijging van IL-1 en TNF-α plasmaconcentraties. Ook wanneer men IFN toediende, nadat LPS werd geïnjecteerd, ontdekte men een stijging in mortaliteit bij deze proefdieren. De mortaliteit verlaagde echter bij het toedienen van anti-IFN antilichamen na de LPS injectie.7 3. GAAN WE KOORTS BEHANDELEN? De eerste vraag die men kan stellen: heeft koorts wel degelijk zijn nut voor een ziek dier? De voor- en nadelen werden in het vorig hoofdstuk besproken. De voordelen van koorts zijn duidelijk: koorts staat in voor een verhoging van het lichaamstemperatuur en een verhoogde productie van cellen van het immuunsysteem tegen infectieuze micro-organismen. Dit heeft echter een hoge metabole kost voor het lichaam om te onderhouden, maar werd doorheen de evolutie bewaard gebleven, waarschijnlijk door zijn levensreddende functie. Mackowiak beweert dat koorts zo lang bewaard is gebleven door het feit dat evolutie voor het behoud van de species zorgt, en niet voor het overleven van het individu. Hij beweert ook dat wanneer er een milde systemische infectie optreedt in het individu, het herstel zal worden bespoedigd door middel van koorts. Maar wanneer er een ergere infectie optreedt dat schade kan berokkenen aan het overleven van de species, dan zal koorts juist de dood versnellen. Dit komt omdat het dier langer een hoge lichaamstemperatuur en een continu hoge metabole energie consumptie heeft. Men kan dit ook verklaren wanneer de concentratie aan pyrogene cytokines laag blijft, zoals bij een milde infectie, dan zal het dier sneller herstellen van de ziekte. Maar wanneer bij een ergere infectie de concentraties veel hoger zijn dan normaal, dan zal koorts leiden tot een schadelijk effect.26

Page 29: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

24

Wanneer gaat de dierenarts de patiënt behandelen voor koorts? Het onderscheid tussen koorts en hyperthermie is van fundamenteel belang. Hyperthermie reageert namelijk niet op een antipyretische behandeling. De dierenarts moet de patiënt grondig onderzoeken om te weten te komen waarom er koorts werd ontwikkeld. Daarom is het van primordiaal belang om zo snel mogelijk de onderliggende oorzaak te vinden en aan te pakken. Het is dus niet voldoende om enkel koorts te behandelen vanwege zijn ongunstige symptomen. Deze symptomen - zoals een verhoogd metabolisme en lichaamstemperatuur - kunnen ook veroorzaakt worden door de onderliggende aandoening. Bij een lokale en/of systemische infectie kan men gebruik maken van antibiotica om de oorzaak, in dit geval een bacterie, te elimineren. Bij een virale infectie kan het dier ook koorts ontwikkelen en moet het curatief worden behandeld met antivirale middelen of preventief behandeld door middel van vaccinaties. In studies is bewezen dat het toedienen van antipyretica de koorts doet dalen, maar de onderliggende ziekte zal juist erger worden wanneer men die niet behandelt. Aan fretten die werden besmet met het influenza virus en koorts ontwikkelden, werd natriumsalicylaat toegediend. Bij de proefdieren daalde de koorts, maar er werd een verhoogde concentratie van het virus teruggevonden en de ziekte duurde langer. Net als met andere onderzoeken steeg de mortaliteit en daalde de tijd van herstel.3 Bij konijnen die besmet waren met Pasteurella multocida was er ook een stijging in mortaliteit bij gebruik van antipyretica, maar er was ook een daling van mortaliteit wanneer men de konijnen afkoelde met een koude vloeistof doorheen een cuff rond de vena cava caudalis.3 Het gebruik van antipyretica is niet altijd slecht voor de patiënt. De meeste antipyretica (NSAID’s) hebben ook een analgetische functie, hierdoor treedt er een verlichting op van het ongemak die de symptomen van koorts veroorzaken. Vaak denkt men dat de dieren beter worden na toediening van antipyretica. Dit kan vaak een verkeerd beeld geven van wat er echt in het lichaam afspeelt. Toch kan deze verlichting zorgen dat dieren terug gaan eten en aansterken om de onderliggende ziekte te weerstaan. Antipyretica zou volgens vele clinici ook de mortaliteit en de morbiditeit verlagen, maar hiervan zijn er geen echte resultaten beschreven.29 Deze koortsverlagende geneesmiddelen hebben ook neveneffecten die de patiënt zelfs zieker maken. Gastro-intestinale problemen en niertoxiciteit zijn de meest voorkomende neveneffecten van NSAID’s. Nevenwerkingen zijn liefst te vermijden bij erge infecties, maar ook bij een milde infectie omdat deze bijwerkingen meestal erger zijn dan de oorspronkelijke aandoening. Desondanks deze bijwerkingen en het feit dat het verlagen van de koorts niet altijd goed is voor de patiënt, zijn de antipyretica toch bruikbaar wanneer de matabole kost van koorts te hoog is voor de patiënt.29 Ook wanneer koorts erg lang aanhoudt (bijvoorbeeld bij een koorts van onbekende oorsprong5) en de lichaamstemperatuur veel te hoog is, kan het schadelijk zijn voor het lichaam en kunnen antipyretica verlichting geven.8 Dus, een milde koorts kan overgaan zonder geneesmiddelen en hoeft niet bestreden te worden.30 Koorts is in dit geval een goed verdedigingsmechanisme van het lichaam.

Page 30: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

25

REFERENTIELIJST

1. Mackowiak P.A. (1998). Concepts of fever. Arch. Intern. Med. 158, 1870-1881. 2. Atkins E. (1982). Fever: Its History, Cause, and Function. The Yale Journal of Biology and

Medicine 55, 283-289. 3. Kluger M.J., Kozak W., Conn C.A., Leon L.R., Soszynski D. (1996). The Adaptive Value of

Fever. Infectious Disease Clinics of North America 10 (1), 1-20. 4. Sjaastad, ØV; Hove, K & Sand O, 2003. Physiology of Domestic Animals. Scandinavian

Veterinary Press, Oslo. (735 pp). 5. Dalal S., Zhukovsky D. (2006). Pathofysiology and Management of Fever. The Journal of

Supportive Oncology 4 (1), 9-16. 6. Mackowiak P.A., Boulant J.A. (1996). Fever’s Glass Ceiling. Clinical Infectious Diseases 22,

525-536. 7. Mackowiak P.A. (1992). Mechanisms of Fever. Current Opinion in Infectious Diseases 5, 348-

354. 8. Hulín I., Ferenčík M., Štvrtinová V., Jakubovský J. (1997). Inflammation and fever. In: Hulín I.

(editor) Pathophysiology, Slovak Academic Press, Bratislava, p. 634-640. 9. Deprez P. (2013). De Lichaamstemperatuur. Cursus Faculteit Diergeneeskunde, Gent, p. 24-

33. 10. Boulant J.A. (1997). Thermoregulation. In: Mackowiak P.A. (editor) Fever: Basic Mechanisms

and Management, 2nd edition, Lippincott-Raven Publishers, Philadelphia, p. 35-58. 11. Boltaña S., Rey S., Roher N., Vargas R., Huerta M., Huntingford F.A., Goetz F.W., Moore J.,

Garcia-Valtanen P., Estepa A., Mackenzie S. (2013). Behavioural fever is a synergic signal amplifying the innate immune response. Proceedings of the Royal Society B 280.

12. Bernheim H.A., Kluger M.J. (1976). Fever and antipyresis in the lizard Dipsosaurus dorsalis. American Journal of Physiology 231, 198-203.

13. Sharma H.S., Hoopes P.J. (2003). Hyperthermia induced pathophysiology of the central nervous system. International Journal of Hyperthermia 19 (3), 325-354.

14. Knochel J.P., Goodman E.L. (1997). Heat Stroke and Other Forms of Hyperthermia. In: Mackowiak P.A. (editor) Fever: Basic Mechanisms and Management, 2nd edition, Lippincott-Raven Publishers, Philadelphia, p. 437-457.

15. Dal Nogare A.R., Sharma S. (1997). Exogenous Pyrogens. In: Mackowiak P.A. (editor) Fever: Basic Mechanisms and Management, 2nd edition, Lippincott-Raven Publishers, Philadelphia, p. 79-86.

16. Dascombe M.J. (1985). The Pharmacology of Fever. Progress in Neurobiology 25, 327-373. 17. Raetz C.R.H., Whitfield C. (2002). Lipopolysaccharide Endotoxins. Annual Reviews of

Biochemistry 71, 635-700. 18. Mackowiak P.A., Barlett J.G., Borden E.C., Goldblum S.E., Hasday J.D., Munford R.S.,

Nasraway S.A., Stolley P.D., Woodward T.E. (1997). Concepts of Fever: Recent Advances and Lingering Dogma. Clinical Infectious Diseases 25, 119-138.

19. Dinarello C.A. (1997). Cytokines as Endogenous Pyrogens. In: Mackowiak P.A. (editor) Fever: Basic Mechanisms and Management, 2nd edition, Lippincott-Raven Publishers, Philadelphia, p. 87-116.

20. Blatteis C.M., Šehíc E. (1997). Prostaglandin E2: A Putative Fever Mediator. In: Mackowiak P.A. (editor) Fever: Basic Mechanisms and Management, 2nd edition, Lippincott-Raven Publishers, Philadelphia, p. 117-145.

Page 31: INZICHTEN IN DE ONTWIKKELING VAN KOORTS BIJ INFLAMMATIE · 2014-12-19 · Bij febris inversa is dit omgekeerd. • Tijdens de laatste maanden van de dracht, zal de temperatuur stijgen

26

21. Blatteis C.M., Šehíc E. (1997). Fever: How May Circulating Pyrogens Signal the Brain?. The International Union of Physiological Sciences/ American Physiological Society 12, 1-9.

22. Kozak W., Kluger M.J., Tesfaigzi J., Kozak A., Mayfield K.P., Wachulec M., Dokladny K. (2000). Molecular Mechanisms of Fever and Endogenous Antipyresis. Annals New York Academy of Science 917, 121-134.

23. Aronoff D.M., Neilson E.G. (2001). Antipyretics: Mechanisms of Action and Clinical Use in Fever Suppression. American Journal of Medicine 111, 304-315.

24. De Backer P. (2013). Bijzondere Farmacologie. Cursus Faculteit Diergeneeskunde, Gent, p. 123-149.

25. Leon L.R., Kozak W., Rudolph K., Kluger M.J. (1999). An antipyretic role for interleukine-10 in LPS fever in mice. American Journal of Physiology 276, R81-R89.

26. Mackowiak P.A. (1997). Benefits Versus Risk of the Febrile Response. In: Mackowiak P.A. (editor) Fever: Basic Mechanisms and Management, 2nd edition, Lippincott-Raven Publishers, Philadelphia, p. 279-286.

27. Kluger M.J. (1986). Is Fever Beneficial?. The Yale Journal of Biology and Medicine 59, 89-95. 28. Grieger T.A., Kluger M.J. (1978). Fever and Survival: The Role of Serum Iron. The Journal of

Physiology 279, 187-196. 29. Greisman L.A., Mackowiak P.A. (2002). Fever: beneficia land detrimental effects of

antipyretics. Current Opinion in Infectious Diseases 15, 241-245. 30. Duff G.W. (1986). Is Fever Beneficial to the Host: A Clinical Perspective. The Yale Journal of

Biology and Medicine 59, 125-130. 31. Roth J. (2006). Endogenous antipyretics. Clinica Chimica Acta 371, 13-24. 32. Clark W.G., Holdeman M., Lipton J.M. (1985). Analysis of the Antipyretic Action of α-

Melanocyte-Stimulating Hormone in Rabbits. The Journal of Physiology 359, 459-465. 33. Gustin P.(2012). Gecommentarieerd geneesmiddelenrepertorium voor diergeneeskundig

gebruik. Belgisch Centrum voor Farmacotherapeutische Informatie, 89-101. 34. Burvenich C., Messom G.V., Peeters G. (1982). Effects of experimentally induced fever on

mammary blood flow in lactating goats. Arch Int Pharmacodyn Ther. 259 (1), 119-133. 35. Bernard C. (1852) De l’influence du système nerveux grand sympathique sur la chaleur

animale. Compte Rendus de l’Académie des Sciences 34, 472. 36. Stolwijk J.A.J., Hardy J.D. (1966). Temperature Regulation in Man – A Theoretical Study.

Pflügers Archiv 291, 129-162. 37. Wunderlich C.A., Woodman W.B. (1971). On the Temperature in Diseases: A Manual of

Medical Thermometry. The New Sydenham Society, London. 38. Brune K., Hinz B. (2004). The Discovery and Development of Antiinflammatory Drugs. Arthritis

& Rheumatism 50 (8), 2391-2399. 39. Sneader W. (2000). The discovery of aspirin: a reappraisal. British Medical Journal 321, 1591-

1594.