Skeletal disorders in the fowl: A review

Summary

Selection pressure for production traits in modern lines of poultry has placed increasing demands on skeletal integrity. Disruption of the normal process of skeletal growth and homeostasis results in bone diseases that are manifest throughout the modern poultry industry. Bone conditions in poultry can be grouped under three headings based on the age and type of fowls affected, and are indicative of the genetic and production stresses applied to the skeleton. In broilers during growth it is primarily pathologies of the growth plate that lead to most skeletal disorders. In broiler and turkey breeding stock the progressive degeneration of the articular cartilage results in osteoarthrosis, lameness and a consequential loss of reproductive performance. In laying hens bone fragility is most frequently the result of osteoporosis. Before attempting to determine the aetiology of a skeletal disorder an accurate diagnosis must be made. Only then can short‐ and long‐term strategies be developed for the prevention and control of skeletal disorders. Diagnosis requires gross and histological examination, and also dietary, environmental and management analyses. The pathology often reflects lesions initiated when the bird was considerably younger and analyses must extend to assessing the factors prevalent during the initiation of lesions. Current studies are furthering the understanding of the aetiopathogenesis of avian skeletal disorders. For example, structural bone loss at the onset of follicular activity before egg‐laying is pivotal to the development of osteoporosis in layers and deficiencies in growth factor expression are integral to the development of tibial dyschondroplasia.

Resume

La pression de sélection pour les critères de production dans les lignées modernes de volailles a accentué la nécessité de préserver l'intégrité du squelette. Les troubles du processus normal du développement du squelette et l'homéostasie se traduisent par des maladies osseuses qui se manifestent dans le système de production industrielle moderne des volailles. Les problèmes osseux chez les volailles peuvent être regroupés sous trois rubriques, en fonction de l'âge et du type d'oiseaux affectés et sont indicatifs du patrimoine génétique et des stress liés à la production infligée au squelette. Chez les poulets de chair existent des pathologies primaires de la croissance qui conduisent à la plupart des troubles du squelette. Dans les troupeaux de reproducteurs chair et de dindes, la dégénérescence progressive du cartilage articulaire entraîne une ostéoarthrose, des boiteries et une perte consécutive des performances en reproduction. Chez les pondeuses, la fragilité de l'os est plus fréquemment le résultat de l'ostéoporose. Avant de tenter de déterminer l'étiologie des troubles du squelette, un diagnostic précis doit être posé. It peut alors être possible de développer des stratégies à court et long terme pour la prévention et le contrôle des troubles du squelette. Le diagnostic nécessite des examens macro et microscopiques et également des investigations sur l'alimentation, l'environnement et le management. La pathologie reflète souvent des lésions initiées quand l'oiseau était extrêmement jeune et les analyses doivent permettre de déterminer les facteurs prévalents au cours de la période d'initiation des lésions. La poursuite des recherches doit concerner la compréhension de l'étiopathogénie des troubles du squelette des oiseaux. Par exemple, la perte de structure osseuse au début de l'activité folliculaire précédant la période de ponte, conditionne le développement de l'ostéoporose chez les pondeuses et les déficiences en expression du facteur de croissance sont déterminantes dans le développement de lay dyschondroplasie.

Zusammenfassung

Der Selektionsdruck auf Leistungsmerkmale bei den modernen Geflügellinien hat zu steigenden Anforderungen an die Intaktheit des Skeletts geführt. Störungen im normalen Verlauf des Skelettwachstums und der Homöostase führen zu Knochenerkrankungen, die in der gesamten modernen Geflügelwirtschaft manifest sind. Knochenerkrankungen beim Geflügel können auf der Basis von Alter und Art der betroffenen Tiere in drei Gruppen eingeordnet werden und sind für die durch Genetik und Leistung bedingten Belastungen des Skeletts kennzeichnend. Bei heranwachsenden Broilern führen vor allem pathologische Veränderungen der Wachstumsplatte zu den meisten Skeletterkrankungen. Bei Broiler‐ und Puten‐Zuchttieren führt die progressive Degeneration des Gelenkknorpels zu Osteoarthrose, Lahmheit und einem sich daraus ergebenden Verlust der Reproduktionsleistung. Bei Legehennen ist die Brüchigkeit der Knochen meist eine Folge von Osteoporose. Bevor man versucht, die Ätiologie einer Knochenerkrankung zu ermitteln, muß eine genaue Diagnose gestellt werden. Nur dann können kurz‐und langfristige Strategien zur Prophylaxe und Bekämpfung von Skeletterkrankungen entwickelt werden. Die Diagnostik erfordert makroskopische und histologische Untersuchungen und auch Analysen der Fütterungs‐ und Haltungsbedingungen. Der pathologische Befund zeigt oft Veränderungen, die begannen, als das Tier noch beträchtlich jünger war. Die Untersuchungen müssen deshalb auf die Feststellung der Faktoren ausgedehnt werden, die bei Beginn der krankhaften Veränderungen vorherrschten. Derzeitige Studien fördern das Verständnis der Ätiopathogenese aviärer Skeletterkrankungen. Beispielsweise ist der Verlust an massiver Knochensubstanz bei Beginn der Follikelaktivität vor dem Eierlegen von zentraler Bedeutung für die Entstehung der Osteoporose bei Legehennen, und Mängel bei der Wachstumsfaktor‐Exprimierung sind für die Entstehung der Tibia‐Dyschondroplasie wesentlich.

Resumen

La presión selectiva producida en las líneas modernas de gallinas ha incrementado las demandas sobre la integridad del esqueleto. La alteración del proceso de crecimiento esquelético normal y de la homeostasis da lugar a trastornos óseos con manifestaciones en la industria avícola moderna. Los problemas óseos encontrados en esta situación pueden dividirse en tres apartados según la edad y tipo de aves afectadas y son indicativos del estrés genético y de producción sobre el esqueleto. Las patologías de las placas de crecimiento en los broilers en crecimiento son las causantes de la mayoría de los trastornos esqueléticos observados. En los reproductores broiler y pavos la degeneración progresiva del cartílago articular tiene como resultado una osteoartrosis, cojeras y la consiguiente pérdida de capacidad reproductora. En las gallinas ponedoras, la fragilidad ósea es debida más frecuentemente a una osteoporosis. Antes de intentar establecar la etiología del trastorno esquelético se debe hacer un diagnóstico adecuado. Sólo entonces se podrán desarrollar estrategias a corto y largo plazo para prevenir y controlar estas alteraciones esqueléticas. El diagnóstico requiere el estudio macroscópico y microscópico así como estudios dietéticos, environmentales y de manejo. La patología observada frecuentemente refleja las lesiones iniciadas cuando el ave era considerablemente más joven y el estudio se debe extender a establecer los factores prevalentes durante la iniciación de las lesiones. Los estudios actuales están avanzando en la comprensión de la etiopatogenia de los trastornos esqueléticos aviares. Así por ejemplo, la pérdida de hueso estructural al comienzo de la actividad folicular antes de la puesta de huevos es fundamental en el desarrollo de osteoporosis en las aves ponedoras y las deficiencias en la expresión del factor de crecimiento son esenciales en el desarrollo de la discondroplasia tibial.