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# Biologie# Mikrobiologie

Die Rolle von Kupfer im Kampf gegen Gebärmutterentzündungen bei Stuten

Untersuchen, wie Kupfer helfen kann, Infektionen in der Fortpflanzungsgesundheit von Stuten zu bekämpfen.

Carlos Gradil, Amelia Jennette, Klaus Becker, Teresa Haire, Carolynne Joone, Miranda Leibstein, Lisa Minter

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Inhaltsverzeichnis

Antimikrobielle Resistenzen, oder kurz AMR, sind ein grosses Problem für Menschen und Tiere. Es ist wie wenn dein Lieblingssong dir im Kopf herumspukt und du ihn einfach nicht loswirst. AMR ist ein Zeichen dafür, dass wir besser auf die Gesundheit von Menschen und Tieren achten müssen. Neue Antibiotika brauchen lange zur Entwicklung und selbst dann wirken sie nur kurz, bevor die Keime anfangen, sich dagegen zu wehren. Deswegen müssen wir schlaue Wege finden, um Infektionen ohne Medikamente zu behandeln.

Das Thema ist besonders wichtig für Pferde, vor allem für Stuten, die die weiblichen Pferde sind. Ihre Fortpflanzungsorgane können leicht von verschiedenen Keimen infiziert werden. Manchmal entschieden sich die freundlichen Bakterien, die normalerweise in der Vagina und am Gebärmutterhals wohnen, auf einen kleinen Ausflug in die Gebärmutter zu gehen und dort Unruhe zu stiften.

Ein bisschen Geschichtsüberblick mit Kupfer

Wusstest du, dass die alten Ägypter schon um 2600 v. Chr. als erste bemerkten, dass Kupfer Keime abtöten kann? Ist wahr! Kupfer ist nicht nur für hübschen Schmuck da; es kann tatsächlich helfen, Oberflächen sauber zu halten und Keime zu reduzieren. Forschungen haben gezeigt, dass Kupfer Bakterien, Pilze und sogar einige Viren ausknocken kann. Eines der Bakterien, gegen die Kupfer effektiv ist, ist das berüchtigte methicillin-resistente Staphylococcus aureus.

Wie macht Kupfer seine Magie? Es interagiert mit Keimen und bringt sie um, indem es ihre Zellmembranen und wichtiges genetisches Material durcheinander bringt. Kupfer erzeugt sogar einige mächtige Substanzen, die Keime auslöschen können, wie Wasserstoffperoxid und Hydroxylradikale.

Kupfer und Intrauterine Geräte (IUDs)

Jetzt reden wir über die andere beeindruckende Leistung von Kupfer: Kupfer-IUDs für Frauen. Diese Geräte können 10-12 Jahre an Ort und Stelle bleiben, ohne Probleme zu verursachen. Und rate mal? Sie können sogar helfen, Hefepilzinfektionen zu kontrollieren. Wenn Frauen diese Kupfer-IUDs verwenden, kann ihr Körper eine kleine Menge Kupfer, die in die Gebärmutter freigesetzt wird, ohne negative Auswirkungen verarbeiten.

Tatsächlich zeigte ein Typ von Kupfer-IUD, genannt Kupfer T-380A, Kupferwerte von 3,9 bis 19,1 Mikrogramm pro Milliliter im Lauf der Zeit. Das Kupfer, das freigesetzt wird, ist nicht in einer toxischen Form; stattdessen bildet es komplexe Verbindungen, die sicherer sind.

Die Herausforderung der Hefepilzinfektionen bei Stuten

Bei Stuten sind Hefepilzinfektionen auch ein lästiges Thema, und machen etwa 1-5% der Fälle von Gebärmutterinfektionen aus. Diese Infektionen können schwer zu behandeln sein, und hier kommt wieder Kupfer ins Spiel. Wissenschaftler erforschen die Möglichkeit, kleine Kupfergeräte, genannt CuiUPODs, zu verwenden, um diesen Infektionen bei Stuten zu helfen. In einigen frühen Tests wurde festgestellt, dass die Kupferwerte in der Gebärmutterflüssigkeit von Stuten mit diesen Geräten zwischen 0,16 und 0,198 Mikrogramm pro Milliliter lagen.

Das Hauptziel einer aktuellen Studie war es, zu sehen, ob diese Kupfer-Pods helfen könnten, Infektionen in der Gebärmutter zu bekämpfen, wenn Stuten mit einem häufigen Bakterium, das als Streptococcus equi subsp. zooepidemicus bekannt ist, in Kontakt kamen.

Die Studie beginnt: Die Stuten

Für diese Studie wurden sechs Stuten verschiedener Rassen ausgewählt. Sie waren alle gesund, bis auf eine, die positiv auf E. coli getestet wurde. Diese Stuten waren im Durchschnitt etwa 14 Jahre alt, was in Pferdejahren wie das mittlere Alter ist. Die Forschung wurde von einem Komitee genehmigt, das sicherstellt, dass die Tiere ethisch behandelt werden, also wurde kein Pferd während des Prozesses geschädigt.

Was ist ein CuiUPOD?

Was ist also ein CuiUPOD? Es handelt sich um ein spezielles intrauterines Gerät, das aus drei magnetischen Einheiten besteht. Sie können einfach oder mit Hormonen oder antimikrobiellen Elementen beschichtet sein. Die Idee ist, dass diese Einheiten helfen können, schlechte Bakterien in der Gebärmutter zu kontrollieren.

Die Stuten hatten ihre Gebärmütter im Auge behalten, um zu sehen, was vor sich ging. Es wurden Messungen vorgenommen, um die Gesundheit der Gebärmutter, die Progesteronspiegel (ein Hormon) und zu prüfen, ob die CuiUPODs wie gewünscht funktionierten.

Die Stuten im Blick behalten

Über drei Monate wurden die Stuten regelmässig untersucht. Die Wissenschaftler schauten darauf, wie es den Fortpflanzungssystemen der Stuten ging und ob die CuiUPODs effektiv waren. Ausserdem kontrollierten sie auf Anzeichen von Infektionen, die sich als zusätzliche Flüssigkeit in der Gebärmutter zeigen können.

Die Stuten wurden vor Beginn der Studie untersucht. Alle schienen in Ordnung zu sein, und die Tierärzte stellten sicher, dass alles gut aussah. Jede Stute erhielt auch etwas Hilfe, um während der Untersuchungen ruhig zu bleiben.

Die bakterielle Herausforderung

Am Tag 0 führten die Wissenschaftler 100.000 koloniebildende Einheiten der lästigen Streptococcus-Bakterien in die Gebärmutter der Stuten ein. Dies geschah, um zu sehen, ob die CuiUPODs helfen könnten, Infektionen zu behandeln oder zu verhindern, die auftreten könnten. Den Pferden wurde etwas Zeit gegeben, nachdem diese Inokulation durchgeführt wurde, um zu sehen, ob sie die Bakterien selbst beseitigen konnten, bevor die Forscher wirklich in die Details der Studie eintauchten.

Überwachung der Gesundheit der Stuten

Alle 30 Tage wurden die Stuten untersucht, um nach Entzündungen und Infektionen zu suchen. Es wurde Blut abgenommen, um die Progesteronwerte zu überprüfen, und es wurden Proben aus ihren Gebärmüttern für Kulturtests entnommen. Die Tierärzte suchten bei diesen Untersuchungen nach Anzeichen von Infektionen und nutzten Ultraschalltechnik, um einen guten Blick ins Innere zu bekommen.

Den Schlag der Bakterien mildern

Die Forscher wollten auch sehen, wie die Bakterien reagierten, wenn sie dem Kupfer ausgesetzt wurden. Sie richteten einige Proben ein, um zu testen, wie effektiv die CuiUPODs darin waren, das Bakterienwachstum zu verhindern.

Lass uns über die Ergebnisse reden

Nach dem Einsetzen der CuiUPODs wurden die Stuten auf verschiedene Infektionsindikatoren überwacht. Eine Stute, die eine natürliche Infektion hatte, zeigte, dass die Anwesenheit eines CuiUPODs half, die Infektion im Laufe der Zeit zu kontrollieren.

Am Ende der Studie hatten einige Stuten Verbesserungen in ihren Biopsien gezeigt, was darauf hindeutet, dass Kupfer eine wichtige Rolle für ihre Gebärmuttersgesundheit spielen könnte.

Was kommt als Nächstes für Kupfer in der Stutengesundheit?

Diese begrenzte Studie liefert einige interessante Hinweise auf das Potenzial von Kupfer, Pferden mit Gebärmutterinfektionen zu helfen. Während die ersten Ergebnisse vielversprechend sind, gibt es noch mehr zu lernen. Zukünftige Studien könnten sich mit der Verwendung höherer Kupferkonzentrationen befassen und deren Wirksamkeit im Vergleich zu anderen Geräten untersuchen.

Zusammenfassend zeigt Kupfer ein spannendes Potenzial, um Stuten gesund zu halten. Wenn diese Kupfergeräte tatsächlich helfen können, Infektionen abzuwehren, könnten wir vielleicht eine hellere Zukunft für Stuten erleben und weniger Probleme mit hartnäckigen Bakterien haben. Also, Prost auf die Kraft von Kupfer, und hoffen wir auf mehr gesunde Pferde!

Originalquelle

Titel: The Testing of Copper Intrauterine Devices to Mitigate Uterine Infections in Mares: A Preliminary Study

Zusammenfassung: This preliminary study evaluated the effectiveness of a novel hormone- and drug-free copper intrauterine device POD (CuiUPOD) with one to three copper-coated magnetic units in controlling Streptococcus equi subsp. zooepidemicus in seven intrauterine-inoculated mares. Initially, one unit was inserted into each mare and animals were followed weekly with trans-rectal ultrasonography, blood progesterone assay, uterine swabs for cytology and microbial culture, uterine specimens for biopsy, and trans-abdominal detection of the CuiUPOD using a handheld magnetic detector or a cell phone compass. Infection persisted after a CuiUPOD with one magnetic unit was inserted, but subsided shortly after two additional magnetic units were added. By day 60, at device removal, and after a 30-day exposure to copper, none of the mares presented with clinical signs of infection. On a scale of I-III (I, IIA, IIB, III), with I representing a healthy uterus, endometrial biopsies at the time of CuiUPOD removal, showed improved biopsy scores in two of seven mares (29%; p < 0.05). The in vivo experiments, complemented by an in vitro experiment, demonstrated a time- (24-96 hours) and dose-dependent response to Cu: three CuiUPODs - OD readings = 0.538; two CuiUPODs - OD = 0.513; and one CuiUPOD - OD = 0.452. As the concentration of copper increased, so did the antimicrobial effect. These findings suggest a promising use for the one-time application of a CuiUPOD with two or three magnetic units to mitigate uterine infections in mares. Simple SummaryOnly a limited number of antimicrobials are effective against most resistant bacteria. Several studies have demonstrated the biocidal effect of copper on bacteria, fungi, and viruses. Copper-containing intrauterine devices provide a non-pharmacological solution to prevent and treat uterine infections in equids. This preliminary study provides evidence of the antimicrobial properties of copper both in vivo and in vitro and explores its possible application in mare reproductive practice. A 30-day intrauterine exposure to copper showed no clinical signs of infection with a common bacterium in horses - Streptococcus equi subsp. zooepidemicus - in intrauterine-inoculated mares. As the concentration of copper increased, so did the antimicrobial effect. Copper intrauterine devices show promise in mitigating uterine infections in mares.

Autoren: Carlos Gradil, Amelia Jennette, Klaus Becker, Teresa Haire, Carolynne Joone, Miranda Leibstein, Lisa Minter

Letzte Aktualisierung: 2024-11-01 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.01.621471

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.01.621471.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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