Kurz- und mittelfristige Effekte der intermittierenden ... · konzentrischer Knochenlamellen...

Aus dem Institut für Tierernährung

der Tierärztlichen Hochschule Hannover

Kurz- und mittelfristige Effekte

der intermittierenden Applikation

von humanem Parathormon hPTH (1-37)

auf den Calcium-, Phosphor- und Knochenstoffwechsel

beim Pferd

INAUGURAL-DISSERTATION

zur Erlangung des Grades einer

DOKTORIN DER VETERINÄRMEDIZIN

(Dr. med. vet.)

durch die Tierärztliche Hochschule Hannover

Vorgelegt von

KRISTINA VON SCHEIDT aus Neunkirchen / Saar

Hannover 2004

Wissenschaftliche Betreuung: Univ.-Prof. Dr. M. Coenen

1. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. med. vet. M. Coenen

2. Gutachter: Prof. Dr. sc. agr. Dr. habil. Dr. h.c. F. Ellendorff

Tag der mündlichen Prüfung: 25.Mai 2004

Meiner Familie

und Lars

Inhaltsverzeichnis

Kapitel Seite

I. Einleitung 13

II. Schrifttum 14

1 Funktion des Knochens 14

2 Arten des Knochengewebes 16

3 Struktur des Knochengewebes 17

4 Zusammensetzung des Knochens 18

5 Entwicklung des Knochens 23

6 Untersuchungsmethoden des Knochenstoffwechsels 27

6.1 Bildgebende Verfahren 27

6.2 Biochemische Verfahren 28

6.2.1 Marker der Knochenformation 28

6.2.2 Marker der Knochenresorption 31

6.3 Einflussfaktoren auf die Knochenmarker beim Pferd 34

6.3.1 Circadianrhythmik 34

6.3.2 Alter 34

6.3.3 Rasse und Typ 35

6.3.4 Geschlecht 35

6.3.5 Training 36

7 Calcium-Homöostase 39

7.1 Verteilung von Calcium im Körper 39

7.2 Rolle von Phosphor im Organismus 43

7.3 Parathormon 44

7.3.1 Biosynthese und Sekretion 44

7.3.2 Wirkungsmechanismus 45

7.3.3 Parathormon beim Pferd 50

7.4 Einflussfaktoren auf die Parathormonkonzentrationen beim Pferd 53

8 Erfahrungen in der PTH-Applikation 59

9 Zusammenfassung 65

III. Material und Methoden 66

1 Ziel des Versuches 66

2 Aufbau des Versuches 66

2.1 Überprüfung der Circadianrhythmik 66

2.2 Verträglichkeit der Applikation von hPTH 67

2.3 Kurz- und mittelfristige Effekte der täglichen hPTH-Applikation 67

3 Versuchstiere 68

3.1 Versuch zur Circadiarhythmik 68

3.2 Überprüfung der Verträglichkeit 69

3.3 Untersuchung der kurz- und mittelfristigen Effekte der hPTH-Gabe 70

4 Durchführung des Versuches 74

4.1 Versuch zur Circadianrhythmik 74

4.2 Versuch zur Verträglichkeit 75

4.3 Kurz- und mittelfristige Effekte der hPTH-Applikation 76

5 Probenaufbereitung 79

5.1 Blutproben 79

5.2 Harnproben 79

5.3 Kotproben 79

5.4 Futtermittelproben 80

6 Analyse biochemischer und endokrinologischer Parameter 81

6.1 pH-Wert 82

6.2 Ionisiertes Calcium 82

6.3 Gesamtcalcium 82

6.4 Anorganisches Phosphat/ Phosphor 83

6.5 Intaktes Parathormon 84

6.6 Carboxyterminales Telopeptid des Typ I-Kollagens (ICTP) 85

6.7 Carboxyterminales Propeptid des Typ I-Prokollagens (PICP) 86

6.8 Osteocalcin (OC) 87

7 Statistische Auswertung 89

8 Darstellung der Ergebnisse 90

IV. Ergebnisse 91

1 Circadiane Rhythmik und postprandiale Effekte 91


1.2 Osteocalcin 92





1.7 Anorganisches Phosphat 97

2 Untersuchung zur Verträglichkeit von hPTH (1-37) 98

2.1 Verträglichkeit von hPTH (1-37) in Bezug auf Veränderungen im

Allgemeinbefinden und lokale Reaktionen auf die Injektion 98


2.3 Osteocalcin 100






3 Kurz- und mittelfristige Effekte der hPTH-Applikation 106


3.2 Osteocalcin 108






3.8 Calcium-Bilanz 126

3.9 Phosphor-Bilanz 128

3.10 Übersicht über die behandlungsbedingten Veränderungen

der gemessenen Parameter im Blut 131

V. Diskussion 133

1 Kritik der Methoden 133

1.1 Pferde, Fütterung, Haltung 133

1.2 Versuchsdurchführung 138

1.3 Auswahl der Untersuchungsparameter 142

2 Diskussion der Ergebnisse 144

2.1 Circadiane Rhythmik und postprandiale Kinetik 144

2.2 Regulation des Ca-P-Haushaltes unter PTH-Applikation 149

2.3 Einfluss der hPTH-Gabe auf Ca, P, PTH und Knochenmarker im Blut als

Indikatoren für den Knochenstoffwechsel 154

3 Abschließende Betrachtungen 163

VI. Zusammenfassung 164

VII. Summary 168

VIII. Literaturverzeichnis 171

IX. Anhang 210

Abkürzungsverzeichnis

AP Alkalische Phosphatase

ATP Adenosin-Triphosphat

ATPase Adenosin-Triphosphatase

BAP Bone-specific Alkaline Phosphatase

Ca Calcium

Cae2+ extrazelluläre Calciumionen

Cai2+ intrazelluläre Calciumionen

CaR Calcium-sensitive Rezeptoren

Cbfa1 Core binding factor alpha

Cl- Chlorid-Anionen

CTx C-terminales Desoxypyridinolin

DE Digestable Energy

D-Pyr Desoxypyridinoline

EDTA Ethyldiamintetracetat

ELISA Enzyme-Linked Immun-Sorbent-Assay

FGF Fibroblast Growth Factor

GABA Gamma-Amino-Buttersäure

GH Wachstumshormon

H+ Wasserstoff-Ionen

HPLC High Pressure Liquid Chromatography

HPTH humanes Parathormon

I Jod

ICTP Carboxyterminales Telopeptid des Typ I-Kollagens

IGF1 Insulin-like Growth Factor 1

IGF2 Insulin-like Growth Factor 2

IGF-BP Insulin-like Growth Factor-Binding Proteins

IgG Immunglobulin G

IL-1 Interleukin 1

IL-6 Interleukin 6

IL-11 Interleukin 11

K Kalium

KM Körpermasse

m Männlich

M-CSF Macrophage-Colony Stimulating Factor

Mg Magnesium

Mge2+ extrazelluläre Magnesiumionen

MJ Megajoule (106 Joule)

MMP Matrix-Metalloproteinase

Na Natrium

NaCl Natriumchlorid (=Kochsalz)

NF-κB Nuclear Factor kappaB

Npt2 Natrium-Phosphat-Cotransporter

NTx N-terminales Desoxypyridinolin

OB Osteoblast

OC Osteocalcin

OK Osteoklast

OPG Osteoprotegerin

P Phosphor

PDGF Platelet-Derived Growth Factor

PGE2 Prostaglandin E2

PICP carboxyterminales Propeptid des Typ I-Kollagens

PINP aminoterminales Propeptid des Typ I-Kollagens

PTH Parathormon

PTHrP Parathyroid Hormone-related Protein

PTH1R PTH-Rezeptor 1



RANK Rezeptor Aktivator NF-κB

RANKL Rezeptor Aktivator des NF-κB-Liganden

RIA Radio-Immuno-Assay

TGFα Transforming growth Factor alphaa

TGFβ Transforming growth Factor beta

TH Schilddrüsenhormon

TNF Tumor Nekrose Faktor

TRAP Tartratresistente saure Phosphatase

TS Trockensubstanz

U Units (=Einheiten)

uS ursprüngliche Substanz

VEGF Vascular Endothelial Growth Factor

vRp verdauliches Rohprotein

w Weiblich

I Einleitung

13

I Einleitung

In der Humanmedizin werden bereits seit einiger Zeit erfolgreich synthetisch hergestellte

Fragmente von Parathormon eingesetzt, um eine Verbesserung der Knochendichte und

eine erhöhte Stabilität des Knochens zu erlangen. Eine anabole Wirkung der

intermittierenden Applikation dieser Hormonfragmente auf den Knochenstoffwechsel

wurde bislang in zahlreichen Studien an Ratten, Mäusen, Hunden, Affen und Menschen

nachgewiesen (PODBESEK et al. 1983, DEMPSTER et al. 1993, SHEN et al. 1993,

MENG et al. 1996, LANE et al. 1998, BROMMAGE et al. 1999, ZHOU et al. 2001).

Pferde, die nach einer Krankheit oder einer Erholungsphase wieder antrainiert werden,

erfahren eine beachtliche Beanspruchung des passiven wie auch des aktiven

Bewegungsapparates, die zunächst mit einer transienten Abnahme der Knochendichte

einhergeht (NIELSEN et al. 1997). Eine Abnahme der Knochendichte kann auch nach

einer längerfristigen Corticosteroidgabe beobachtet werden (CANALIS 1996,

WEINSTEIN et al. 1998). Mit einer lokalisierten verminderten Knochendichte

einhergehend, sind bei Pferden die Podotrochlose sowie die Sesamoidose nicht selten als

Lahmheitsursache diagnostizierbar. Zum heutigen Zeitpunkt kann ein Abbau des

Knochens nur teilweise pro- bzw. metaphylaktisch durch den Einsatz von Biphosphonaten

vermieden bzw. therapiert werden, wobei die Wirksamkeit von Biphosphonaten auf den

Knochenstoffwechsel bisher in nur wenigen Studien beschrieben wird (DENOIX et al.

2003).

Ziel dieser Studie war es daher, zu überprüfen, inwieweit eine Anwendbarkeit dieser

Hormonapplikation auch beim Pferd möglich ist. Untersucht wurde neben der allgemeinen

Verträglichkeit der täglichen subcutanen Injektion von hPTH (1-37) auch die Reaktion des

Knochenstoffwechsels auf die Hormongabe. Dabei wurden einerseits die kurzfristigen

Effekte der hPTH-Applikation beleuchtet, andererseits wurden auch die mittelfristigen

Effekte beobachtet. Ein Einfluss auf die Calcium- und Phosphorbilanz wurde im Rahmen

der Untersuchung der mittelfristigen Effekte der Hormongabe berücksichtigt.

II Schrifttum

14

II Schrifttum

In diesem Abschnitt werden die bisherigen Erfahrungen der Applikation von humanem PTH

(hPTH 1-34) in der Humanmedizin beschrieben. Verschiedene endogene und exogene

Faktoren, die eine Wirkung beeinflussen können, werden näher erläutert. Um die Funktion

von Parathormon als Hormon besser zu veranschaulichen, wird zunächst ein Überblick über

den Knochenaufbau, den Knochenstoffwechsel und die Calcium- und Phosphor- Homöostase

gegeben.

1 Funktion des Knochens

Der Knochen hat eine schützende wie auch stützende Funktion im Körper. Er dient zum

Schutz lebenswichtiger innerer Organe, als Quelle für anorganische Ionen und nimmt

dabei aktiv am Calcium-Stoffwechsel teil.

Die Hauptbedeutung des Knochens liegt in der Funktion als passive Komponente des

Bewegungsapparates in Form einer mechanischen Unterstützung der Muskelaktivität. Auf

ihn wirken durch Ansatz von Sehnen und Bändern, aber auch durch die Belastung

während der Bewegung, mechanische Kräfte. Auf diese Beanspruchung reagiert der

Knochen mit einem komplexen Mechanismus. Knochengewebe ist aus physiologischer

Sicht ein dynamisches Gewebe. Am Knochen finden permanent aufbauende und

resorptive Prozesse zur Ausreifung des Skeletts und Anpassung an die mechanischen

Belastungen statt. Hormone und verschiedenen Faktoren ermöglichen eine Abstimmung

von Knochenaufbau und –abbau. Dies bezeichnet man als Coupling.

Eine große Bedeutung kommt dem Skelett auch bei der Regulation des

Calciumstoffwechsels und der Hämatopoese zu, die u.a. von den Auf- und

Abbauprozessen beeinflusst werden (DUCY et al. 2000).

Ein Überblick über die Wechselbeziehungen des Knochengewebes als mechanisches

Stützorgan und metabolisches Stoffwechselorgan gibt Abbildung 1.

II Schrifttum

15

Coupling

: exogene und metabolische Einflüsse auf den Knochenbau

: fördernde Wirkung hormoneller Substanzen

: Regulation des Calciumspiegels im Blut

Abb. 1: Schema der Wechselbeziehungen des Knochengewebes als mechanisches Stütz-

und metabolisches Stoffwechselorgan

Knochengewebe

Mechanisches Stützorgan

Metabolisches Stoffwechselorgan

Knochenbau

Knochenaufbau Knochenabbau

Regulation des Calciumspiegels im Blut

Resorption von Calcium im Darm

Regulation des Calciumspiegels durch diverse Faktoren, u.a. Parathormon, Calcitriol und Calcitonin

Exkretion von Calcium über Niere

Vitamin D (Calcitriol)

Parathormon

Calcitonin

II Schrifttum

16

2 Arten des Knochengewebes

Zwei Arten von Knochengewebe können histologisch unterschieden werden. Sie weisen

eine qualitativ gleichwertige zelluläre, kollagenfaserige und mineralisierte

Zusammensetzung auf, divergieren aber in der Quantität dieser Bestandteile.

Geflechtknochen (Faserknochen)

Der Geflecht- oder Faserknochen kann vereinfacht als verknöchertes Bindegewebe

angesehen werden, das überall dort auftritt, wo über längere Zeit durch Zug und Druck

mechanische Kräfte einwirken.

Der Geflechtknochen zeichnet sich durch eine locker organisierte, schwammartige

Struktur aus. Eine Anordnung der Osteozyten in der knöchernen Matrix ist nicht

ersichtlich. Die fein- und grobfibrillären Kollagenfaserbündel durchziehen ohne eine

besondere Verlaufsrichtung in einem unregelmäßigen Geflecht die geformte

Grundsubstanz (LIEBICH 1993).

Lamellenknochen

Dicht gepackte Kollagenfibrillen formen regelmäßig geschichtete, konzentrische oder

parallele Lamellen, die streng nach statisch-funktionellen Gesichtspunkten orientiert sind.

Die strukturelle Grundlage des Lamellenknochens ist das Osteon (Havers-System).

Ein mit mesenchymalem Bindegewebe gefüllter Zentralkanal (Havers-Kanal), der ein

kleines Gefäß und vegetative Nerven beinhaltet, sowie eine unterschiedliche Anzahl

konzentrischer Knochenlamellen (Havers-Lamellen) bilden ein Osteon. Diese Lamellen

werden von parallel angeordneten kollagenen Fasern und einer mineralisierten

Knochenmatrix gebildet. Dabei ändert sich von Lamelle zu Lamelle die Verlaufsrichtung

der Kollagenfasern, so dass eine scherengitterartige Struktur entsteht. Anliegende

Lamellensysteme treten durch Querverbindungen untereinander in Verbindung (LIEBICH

1993).

II Schrifttum

17

3 Struktur des Knochengewebes

Morphologisch kann man zwei Knochenschichten, die außen liegende Substantia

compacta bzw. Substantia corticalis und die innere Substantia spongiosa, unterscheiden,

beide divergieren in Aufbau und Funktion.

Die Metaphyse bei Röhrenknochen besteht nur aus der die Markhöhle umschließenden

starken Substantia compacta, während die Knochenenden von einem dünnen

Knochenmantel (Substantia corticalis) überzogen werden. Darunter befindet sich eine an

einen feinporigen Schwamm erinnernde Substanz, die Substantia spongiosa. Das in ihr

befindliche Hohlraumsystem stellt sekundäre Markhöhlen dar und kommuniziert mit der

Markhöhle des Mittelstücks. Die Spongiosastruktur entspricht in allen Knochen der

jeweiligen Beanspruchung des betreffenden Knochens und zeigt trajektoriellen Aufbau.

Die Hauptaufgabe des Substantia spongiosa liegt in der Funktion als Reservoir für

Calcium-Ionen. Die Substantia compacta besitzt vorwiegend mechanische und schützende

Funktion im Organismus, nimmt aber auch an der Regulation des Calciumstoffwechsels

als Speicher für Calcium-Ionen teil.

Der Knochen wird mit Ausnahme der Gelenkknorpel und vieler Muskelansätze

vollständig von der Knochenhaut (Periost) umgeben.

Das Periost ist eine bindegewebige Hülle, die sensible Nervenfasern und ein dichtes Netz

an Blut- und Lymphgefäßen zur metabolischen Versorgung des Knochens enthält. Sie ist

aus zwei Schichten, der äußeren Faserhaut (Stratum fibrosum) und der inneren zellreichen

Kambiumschicht (Stratum cambium) aufgebaut. Das Stratum cambium beherbergt

pluripotente mesenchymale Stammzellen, die innerhalb von sechs Wochen neues

Knochengewebe bilden können. Dies passiert z.B. beim Knochenwachstum, bei

sämtlichen physiologischen Umbauvorgängen und nach Knochenbrüchen (LIEBICH

1993).

II Schrifttum

18

4 Zusammensetzung des Knochens

Extrazelluläre Matrix

Der Knochen besteht zu 30 % aus einer organischen Grundsubstanz, die durch

Einlagerung von Calciumsalzen stabilisiert wird. Von den kristallinen Salzen werden

vorrangig Calcium und Phosphor als Hydroxylapatit im Knochen unter zellulärer

Kontrolle eingelagert, zum Teil wird das Calcium auch durch Natrium oder Magnesium

ersetzt. Diese Fraktion der anorganischen Bestandteile stellt 70 % der extrazellulären

Matrix. Diese nadelförmigen Kristalle lagern sich entlang der scherengitterartig

angeordneten Kollagenfibrillen an und bedingen so die Härte des Knochens.

95% der organischen Grundsubstanz wird von Typ I-Kollagen gestellt, die restlichen 5 %

bestehen aus Proteoglykanen und einigen nicht-kollagenen Proteinen wie z.B.

Osteocalcin, Osteonektin, oder anderen Proteinen. Diese Glykoproteine und

Proteoglykane weisen einen anionischen Charakter auf und besitzen eine hohe

Bindungskapazität, was für die Kalzifizierung des Knochens und die Fixierung der

Hydroxylapatitkristalle an den Kollagenfasern von sehr großer Bedeutung ist. Diese

organischen Bestandteile werden auch als Osteoid bezeichnet.

Osteoblasten

Osteoblasten sind vollständig ausdifferenzierte Zellen, die aus pluripotenten

mesenchymalen Stammzellen entstehen. Ihre Differenzierung erfolgt innerhalb kurzer Zeit

und unterliegt komplexen, z.T. noch unbekannten Steuerungsmechanismen, wobei der

Core binding factor alpha (Cbfa1) als Transkriptionsfaktor in Untersuchungen an

humanen Zellkulturen eine wichtige Stellung in der Proliferation einnimmt (LEE et al.

1999, WANG et al. 1999). Eine Beteiligung an ihrer Bildung ist bisher den osteotropen

Hormonen wie Parathormon und Vitamin D-Hormon, aber auch anderen Faktoren, von

denen einige in Tabelle 1 dargestellt sind, nachgewiesen worden.

II Schrifttum

19

Tabelle 1: Übersicht über wichtige regulierende Faktoren der Osteoblastogenese

Faktoren Untersuchte

Spezies

Art der Beeinflussung Literaturquelle

Wachstumsfaktoren

(z. B. PDGF, FGF,

TGFβ, VEGF, Cbfa-1)

Mensch

Osteoblastogenese ↑

LEE et al. (1999)

KHAN et al. (2000)

RODAN (1998)

Interferon α Mensch Osteoprogenitorzellen ↓ OREFFO et al.

(1998)

Glukokortikoide

(z. B. Dexamethason,

Prednisolon, etc.)

Maus

Osteoblastogenese ↓

WEINSTEIN et al.

(1999)

Prostaglandin E2

Mensch

Rekrutierung

mesenchymaler

Stammzellen zu

Osteoblasten-

Vorläuferzellen ↑

SCUTT und

BERTRAM (1995)

Parathormon Ratte, Maus

ständige Exposition:


Intermittierende Exposition:

Osteoblastogenese ↑

BELLOWS et al.

(1990)

CALVI et al. (2001)

↑: Steigerung der Aktivität

↓: Senkung der Aktivität

PDGF: Platelet-derived growth factor FGF: Fibroblast growth factor

TGFβ: Transforming growth factor beta VEGF: Vascular endothelial growth factor

Cbfa-1: Core binding factor alpha

II Schrifttum

20

Die Entwicklung von humanen Osteoblasten ist in drei Phasen gegliedert. Die erste Phase

ist die Proliferationsphase und durch die Synthese von Prokollagen vom Typ I

gekennzeichnet. Während der folgenden etwa zehntägigen Reifungsphase ist die Aktivität

der membrangebundenen alkalischen Phosphatase deutlich erhöht. Die abschließende

Mineralisationsphase ist durch eine erhöhte Exkretion an calciumbindenden Proteinen,

wie z.B. Osteocalcin, charakterisiert (STEIN et al. 1990). Nach Beendigung der

Entwicklung wandeln sie sich zu Osteozyten um.

Osteoblasten sind verantwortlich für die Bildung der extrazellulären Matrix, indem sie

Vorstufen von Typ I-Kollagen und nicht-kollagene Proteine sezernieren. Weiterhin dienen

sie der Regulation der Mineralisierung des Knochens, wobei hier der Mechanismus noch

nicht vollständig bekannt ist.

Zellen der Osteoblastogenese nehmen auch eine wichtige Stellung in der Differenzierung

von Osteoklasten ein. Die Kontrolle der Synthese von Osteoprotegerin (OPG) und des

Rezeptor-Aktivators des NF-κB Liganden (RANKL) ermöglicht hierbei bei Mäusen und

Menschen eine Steuerung der Osteoklastendifferenzierung (HORWOOD et al. 1998,

SUDA et al. 1999, KANZAWA et al. 2000), da sich beide kompetitiv an den

aktivierenden Rezeptor Nuclear factor kappaB (NF-κB) der Osteoklasten binden.

Osteozyten

Diese Knochenzellen entstehen durch Ausreifung von Osteoblasten und befinden sich

eingeschlossen in der Knochenmatrix. Ihr Verantwortungsbereich liegt im Fortbestehen

des Knochens. Ihr Potential umfasst nicht nur die Produktion von Knochensubstanz,

sondern sie können auch in begrenztem Umfang resorbieren.

Die funktionale Kapazität der Osteozyten kann leicht von ihrer Struktur abgeleitet werden.

Matrix-produzierende Osteozyten haben die Osteoblasten-typischen Organellen.

Osteolytische Osteozyten enthalten lysosomale Vakuolen und andere Phagozytose-

typische Einrichtungen.

II Schrifttum

21

Bei den Säugetieren besetzt jeder Osteozyt einen Platz in der Knochenstruktur, der als

Lakune bezeichnet wird. Er sendet filopodiale Fortsätze durch Canaliculi aus, um mit

benachbarten Zellen in Form von gap junctions in Kontakt zu treten.

Wegen der begrenzten Nährstoff- und Metaboliten-Diffusion durch die Matrix erlauben

die filopodialen Verbindungen die Kommunikation zwischen benachbarten Osteozyten,

internen und externen Oberflächen des Knochens und mit Blutgefäßen, die die Matrix

durchqueren (DOTY 1981, LIEBICH 1993).

Durch ihre Lokalisation erfüllen die Osteozyten mit ihrem kanalikulären System

Aufgaben, die dem Aufspüren von Umwandlungen des Knochenbaus, die durch Einfluss

mechanischer Kräfte verursacht worden sind, dienen. Eine Wahrnehmung dieser

Änderungen führt zu einer Veränderung in der Knochenstärke. Gleichfalls können

Osteozyten bei Mäusen auch stressinduzierte Mikroschäden des Knochens wahrnehmen

(PARFITT et al. 1996), und ihr Zelltod kann bei Ratten durch lagespezifische Signale ihre

Reparatur veranlassen (VERBORGT et al. 2000).

Osteoklasten

Mammale Osteoklasten sind große, vielkernige Zellen, die durch Zusammenschluss

mehrerer Vorläuferzellen der Monozyten-Makrophagen-Linie entstehen. Diese

Verschmelzung erfolgt als Reaktion auf Anwesenheit von

knochenresorptionsinduzierenden Faktoren, wie 1,25-dihydroxy-Vitamin D3 (TAKEDA et

al. 1999), Parathormon (PTH) (LIU et al.1998), Prostaglandin E2 (PGE2) (SAKUMA et al.

2000) und Interleukin 11 (IL-11). Zur Differenzierung der Osteoklasten ist ein Zell-zu-

Zell-Kontakt zwischen Osteoblasten und den Osteoklastenvorläuferzellen erforderlich

(UDAGAWA et al. 1999). In Studien mit murinen Zellkulturen wurde nachgewiesen, dass

an den Osteoklasten selbst keine PTH-Rezeptoren vorhanden sind, sondern dass eine

Aktivierung dieser Zellen nur über Osteoblasten möglich ist (LIU et al. 1998, OKADA et

al. 2002).

II Schrifttum

22

Der morphologische Aufbau aktiver Osteoklasten von Ratten und Hühnern weist drei

spezifische Membranzonen auf. Die an das zu resorbierende Material angrenzende

Membran weist eine Vielzahl an Ausstülpungen der Oberfläche auf und wird als

Resorptionszone bezeichnet. Umschlossen wird diese durch eine sogenannte Siegelzone,

die den engen Kontakt zum Untergrund herstellt. Die dritte Zone ist der Bereich der

Basalmembran (LAKKAKORPI et al. 1989).

Zur Erfüllung ihrer Hauptaufgabe, dem Abbau von Knochensubstanz, besitzen die

Osteoklasten mit Enzymen gefüllte Vakuolen. Als Enzyme sind dabei u.a. tartratresistente

saure Phosphatase (TRAP), Matrix-Metalloproteinase (MMP) und Kathepsine (v.a.

Kathepsin B, Kathepsin K und Kathepsin L) bei Ratten, Kaninchen und Menschen

vorhanden (GOTO et al. 1994, INAOKA et al. 1995, SATO et al. 1997, HALLEEN et al.

1999).

In der Resorptionszone der Osteoklasten wurden in Untersuchungen von BLAIR et al.

(1989), BEKKER und GAY (1990a) und VÄÄNÄNEN et al. (1990) an Zellkulturen

verschiedener Säugetiere Protonenpumpen, die hauptsächlich vom vakuolären ATPase-

Typ waren, nachgewiesen. Diese Protonenpumpen sind für die Senkung des pH-Wertes in

den Resorptionslakunen zuständig. Durch den sauren pH-Wert werden die Mineralstoffe

im Knochen gelöst und eine Resorption kann stattfinden (SUNDQUIST und MARKS

1995).

II Schrifttum

23

5 Entwicklung des Knochens

Wachstum und Knochenaufbau (Modeling)

Zwei verschiedene Typen der Knochenbildung werden unterschieden, die desmale

Ossifikation und die chondrale Ossifikation.

Die Bildung des Knochens erfolgt bei der desmalen Ossifikation durch direkte

Differenzierung der mesenchymalen Stammzellen zu Osteoblasten, welche dann Typ I-

Kollagen und nicht-kollagene Proteine absondern und zu Osteozyten transformieren.

Diese Form ist nur bei der Entstehung von Geflechtknochen bedeutend.

Im Zuge der chondralen Ossifikation werden zunächst Chondroblasten aktiv, die sich

ebenfalls aus mesenchymalen Stammzellen entwickeln. Diese bilden knorpelige

Vorstrukturen, die später durch Knochen ersetzt werden. Um den Osteoblasten die

Knochenbildung zu ermöglichen, muss der Knorpel vorher durch Chondroklasten

abgebaut werden (LIEBICH 1993).

Im Wachstum erfolgt die chondrale Ossifikation in bestimmten Wachstumszonen, der

Diaphyse, Epiphyse und Epiphysenfuge, um bereits die Aufgaben des Knochens zu

übernehmen, aber noch flexibel in Längen- und Dickenzunahme zu sein. Nach Abschluss

des Wachstums schließen sich diese Zonen durch Verknöcherung.

Knochenformation findet primär durch die matrix-produzierenden Osteoblasten statt.

Nach Synthese von Prokollagen und dessen Aktivierung zu Typ-I-Kollagen sowie Abgabe

von nicht kollagenen Proteinen wird diese neuentstandene Matrix durch Einlagerung von

kristallinen Salzen stabilisiert. Der Knochen reift aus und übernimmt mechanische und

metabolische Funktion (LIEBICH 1993).

Eine Vielzahl an Hormonen und hormonähnlichen Substanzen ist an der

Knochenformation beteiligt. Eine Übersicht über bedeutende Faktoren mit ihrer

entsprechenden Wirkung gibt Tabelle 2.

II Schrifttum

24

Tabelle 2: Übersicht über Signalstoffe des Knochenaufbaus mit ihrer Wirkung

Substanz Untersuchte

Spezies Bedeutung Literaturquelle

PTH, PTHrP Ratte

Bei intermittierender

Einwirkung

Knochenformationsrate ↑

DEMPSTER et al.

(1993), MORLEY

et al. (1997)

Calcitonin Mensch Osteolyserate ↓


BAUD und

BOIVIN (1978)

GH, IGF1 Maus,

Mensch

Längenwachstum der

Knochen ↑

LARON et al.

(1966),

ROSENFELD et al.

(1994), ZHOU et al.

(1997), SJOGREN

et al. (2000)

TH Mensch

Direkte Wirkung und

durch Freisetzung von GH

und IGF1:


WEISS und

REFETOFF (1996)

Östrogene Mensch Erhaltung der

Knochenmasse

RICKARD et al.

(1999)

Vitamin D Mensch Mineralisation

extrazellulärer Matrix ↑

BOYAN et al.

(1989)

↑: Förderung des Prozesses

↓: Verlangsamung des Prozesses

PTH: Parathormon PTHrP: Parathyroid Hormone-related Protein

GH: Wachstumshormon IGF1: Insulin-like growth factor 1

TH: Schilddrüsenhormon

II Schrifttum

25

Knochenabbau

Knochenresorption findet in mehreren Schritten statt. Zuerst kommt es zu einer lokalen

Ansäuerung der Knochensubstanz durch Abgabe von Wasserstoff-Protonen (H+), Chlorid-

Anionen (Cl-) und lysosomalen Enzymen, wie z.B. der tartratresistenten sauren

Phosphatase und Proteinen, wobei sich das kristalline Hydroxyapatit löst und

abtransportiert wird (FALLON et al. 1984, BARON et al. 1985). Im Anschluss daran wird

das organische Material mittels Proteasen abgebaut, wobei hier Kathepsin K und Matrix-

Metalloproteinase 9 (MMP-9) als wichtigste Enzyme zu nennen sind (TEZUKA et al.

1994, INAOKA et al. 1995, DRAKE et al. 1996, LITTLEWOOD-EVANS et al. 1997).

Die wichtigsten der am Knochenabbau beteiligten Signalstoffe sind in Tabelle 3

dargestellt.

Tabelle 3: Übersicht über einige Signalstoffe des Knochenabbaus mit ihrer Wirkung

Substanz Untersuchte

Spezies Bedeutung Literaturquelle

PTH Ratte

Bei permanenter

Einwirkung

Knochenresorptionsrate ↑

DEMPSTER et al.

(1993), MORLEY

et al. (1997)

Glukokortikoide Maus,

Mensch

Knochenformationsrate ↓


Osteoblasten- und

Osteozytenapoptose ↑

CANALIS (1996),

WEINSTEIN et al.

(1998)

TGFβ Maus Knochenformationsrate ↓ SERRA et al.

(1999)

↑: Förderung des Prozesses

↓: Verlangsamung des Prozesses

PTH: Parathormon TGFβ: Transforming growth factor beta

II Schrifttum

26

Knochenumbau (Remodeling)

Das Remodeling findet hauptsächlich von den Oberflächen (Periost und Endost) her statt.

Knochenabbau und Knochenaufbau sind über Hormone und Kopplungsfaktoren

aufeinander abgestimmt, was man als Coupling bezeichnet. Ein schematischer Überblick

über den Knochenumbau mit den daran beteiligten Zellen und Signalen wird in Abbildung

2 gegeben.

OKOB

H+ Proteasen

CalciumOsteocalcinHydroxyprolin

IGF-1IGF-2IGF-BPs

OsteocalcinBAPPICPMatrix

TGF-B

AktivierungGH, IL-1, PTH, IL-6

OPGRANK

RANKL

M-CSFIL-1, IL-6, IL-11

TNF, TGF-BNTx Ctx

D-Pyr

Kollagen

Abbildung 2: Schematischer Überblick über das Remodeling mit den Signalen

D-Pyr: Desoxypyridinoline OB: Osteoblast NTx: N-terminales Desoxypyridinolin OK: Osteoklast CTx: C-terminales Desoxypyridinolin OPG: Osteoprotegerin IGF-1: Insulin-like growth factor 1 GH: Growth Hormone IGF-2: Insulin-like growth factor 2 IL-1: Interleukin 1 IGF-BP: Insulin-like growth factor binding proteins IL-6: Interleukin 6 RANK: Rezeptor-Aktivator NF-κB IL-11: Interleukin 11 RANKL: Rezeptor-Aktivator des NF-κB Liganden PTH: Parathormon TGF-B: Transcription growth factor TNF: Tumor-Nekrose-Faktor M-CSF: Macrophage-colony stimulating factor BAP: bone-specific alkaline phosphatase PICP: carboxyterminales Propeptid des Typ I-Kollagens

II Schrifttum

27

6 Untersuchungsmethoden des Knochenstoffwechsels

Da Knochen ein zeitlebens dynamisches Gewebe ist, finden ständig Auf- und

Abbauprozesse statt, welche durch verschiedene endogene und exogene Faktoren

gesteuert werden. Da mit der Abnahme des Knochenmineralgehaltes beim Pferd - ähnlich

wie beim Menschen- auch ein Verlust der Stabilität des Knochens einhergeht, kommt

diesem Zustand auch hier besondere Bedeutung zu (LAWRENCE et al. 1994).

Invasive wie auch nicht-invasive Verfahren ermöglichen es, einen Überblick über die

Qualität eines Knochens zu erhalten.

Bei den nicht-invasiven Verfahren kommen bildgebende Verfahren und die Analyse

biochemischer Knochenstoffwechsel-Parameter zum Einsatz.

6.1 Bildgebende Verfahren

Um Aussagen über die Knochenmineraldichte (BMD, bone mineral density) und den

Knochenmineralgehalt treffen zu können, werden diverse bildgebende diagnostische

Verfahren eingesetzt.

In der Humanmedizin finden dabei radiographische Photometrie, digitale Lumineszenz-

Radiographie, Szintigraphie, Photonen-Absorptiometrie, Magnetspinresonanz,

quantitative Computertomographie, konventionelles und digitales Röntgen, Messung der

Ultraschalltransmissionsgeschwindigkeit und Single- oder Dual-Röntgen-Absorptiometrie

Anwendung.

Beim Pferd steht vor allem das konventionelle bzw. digitale Röntgen im Vordergrund,

aber auch die Ultrasonographie wird häufig in der Diagnostik angewendet.

II Schrifttum

28

6.2 Biochemische Verfahren

Durch die ständigen Umbauvorgänge am und im Knochen kommt es zur Ausschüttung

der als Knochenmarker bezeichneten Substanzen. Dies sind u.a. Enzyme der im Knochen

befindlichen Zellen und Matrixkomponenten, die während der Umbauvorgänge in den

Blutkreislauf abgegeben werden (PRICE 1998). Bei diesen biologischen Prozessen

nehmen die sich in den Knochen befindlichen Osteoblasten, Osteozyten und Osteoklasten

eine zentrale Stellung ein (SEIBEL et al. 1993).

Unterschieden wird bei den Knochenmarkern in charakteristische Marker des

Knochenaufbaus, sogenannte Formationsmarker, und Marker des Knochenabbaus, die

sogenannten Resorptionsmarker. Da sie die momentane Stoffwechsellage des Knochens

widerspiegeln, kann ihre Kombination Auskunft über derzeit am Knochen ablaufende

Vorgänge geben (DELMAS 1995).

Der Knochenstoffwechsel lässt sich einfach und nicht-invasiv durch Messung von

Knochenmarkern verfolgen (DELMAS 1995), was ein steigendes Interesse für den

Einsatz von Knochenmarkern bei Pferden weckt.

Seit einiger Zeit hat sich in der Forschung die Anwendung der Messung von

Knochenmarkern in Blut und Urin bei Pferden etabliert. Dazu wurde die Verwendbarkeit

von vielen primär humanmedizinisch angewandten Assays bei Pferden überprüft und

bestätigt (PRICE 1998). Es existieren aber noch keine pferdespezifischen Tests mit

entsprechend homologen Antikörpern.

6.2.1 Marker der Knochenformation

• Osteocalcin (bone gla protein)

Osteocalcin ist ein nicht-kollagenes Protein der Knochenmatrix, welches aus 49

Aminosäureresten aufgebaut ist und ein Molekulargewicht von 5800 Dalton besitzt. Die

Bildung von Osteocalcin durch Osteoblasten wird durch 1,25-Dihydroxy-Vitamin D

kontrolliert und seine posttranslationale Modifikation ist Vitamin K-abhängig (SEIBEL et

al. 1993).

II Schrifttum

29

Osteocalcin vermag nach Modifikation an drei Stellen durch die Aminosäure γ-

Carboxyglutaminsäure Hydroxylapatit in der extrazellulären Matrix zu binden, wodurch

ihm eine wichtige Rolle bei der Mineralisation der Knochenmatrix zukommt (SEIBEL et

al. 1997b).

Die Synthese von Osteocalcin erfolgt ausschließlich von Osteoblasten in der Phase der

Matrixmineralisation, und aus diesem Grund dient es als spezifischer Marker für die

osteoblastische Aktivität und Ossifikationsstörungen. Etwa 80% des neu synthetisierten

Osteocalcins werden direkt nach der Freisetzung in die Knochenmatrix eingebaut, das

verbleibende Osteocalcin gelangt in die Blutzirkulation und ist dort immunoquantitativ

nachweisbar (SEIBEL et al. 1993). Osteocalcin unterliegt im Blut zum Teil einer

Proteolyse, so dass intaktes Osteocalcin wie auch verschiedene Fragmente von

Osteocalcin auftreten (GUNDBERG und WEINSTEIN 1986). Zusätzlich vermuten

GUNDBERG et al. (2000) auch Osteoblasten selbst als Quelle für Osteocalcin-

Fragmente.

Die Plasma-Halbwertszeit von Osteocalcin beträgt beim Menschen etwa 20 Minuten. Die

Hauptausscheidung findet in der Niere durch glomeruläre Filtration und Degradation statt.

• Propeptide des Typ-I-Kollagens

Von den Osteoblasten wird eine Vorstufe des Typ-I-Kollagens, das sogenannte

Prokollagen vom Typ I, synthetisiert. Diese Vorstufe verhindert durch Verlängerung des

eigentlichen Typ-I-Kollagens mit sogenannten Propeptiden am carboxyterminalen (PICP)

sowie am aminoterminalen Ende (PINP) eine vorzeitige Aggregation zu

Kollagenfibrillen. Zur Aktivierung des Prokollagens zu Kollagen werden die an den

Enden befindlichen Propeptide durch spezifische extrazelluläre Endoproteinasen

abgespalten und in die Zirkulation freigesetzt. Diese Propeptide können zur quantitativen

Bestimmung der Kollagen-Typ-I-Synthese herangezogen werden, da sie in direktem

Verhältnis (1:1) zu dem neugebildeten Typ-I-Kollagen stehen (SEIBEL et al. 1993).

II Schrifttum

30

Carboxyterminales Propeptid vom Typ-I-Kollagen (PICP)

PICP ist ein globuläres Glykoprotein aus drei Polypeptidketten, das durch Disulfid-

Brücken stabilisiert wird und ein Molekulargewicht von etwa 100000 Dalton besitzt. Es

hat eine Halbwertszeit von 6-8 Minuten und wird in den Endothelzellen der Leber durch

eine Mannose-6-Phophatase-Rezeptor-vermittelte Endozytose aufgenommen

(SMEDSRØD et al. 1990). Ist PICP einmal sezerniert, kann es nicht mehr für den

weiteren Knochenaufbau genutzt werden.

Aminoterminales Propeptid vom Typ-I-Kollagen (PINP)

PINP ist ein teils globuläres, teils tripel-helikales Protein mit einem Molekulargewicht

von ungefähr 35000 Dalton. Es zirkuliert hauptsächlich als intaktes trimeres Molekül,

aber vereinzelt können auch Monomere auftreten (BRANDT et al. 1999). Das intakte

Molekül wird durch Vermittlung über Rezeptoren in den Endothelzellen der Leber

aufgenommen (KIVIRRIKO und MYLLYLA 1980).

Da PINP zum Teil wieder in die Knochenstruktur eingebaut wird, ist es als Marker nicht

so zuverlässig wie PICP.

Beim Pferd ist PINP als Knochenformationsmarker nicht etabliert.

• Alkalische Phosphatase (AP)

Die AP gehört zu einer Gruppe von membranständigen Enzymen (LOW und SALTIEL

1988) und ist ubiquitär verteilt, wobei aber die Kohlenhydrat-Seitenketten des Enzyms

jeweils gewebsspezifische Unterschiede aufweisen (WEISS et al. 1988). Durch

kommerzielle Testkits ist eine selektive Messung der jeweiligen Isoenzyme möglich. Der

größte Teil der AP ist in der Leber und im Knochen zu finden.

II Schrifttum

31

Die knochenspezifische alkalische Phosphatase wird von den Osteoblasten produziert und

ist auf deren Plasmamembran verankert. Durch Spaltung kristallisationshemmender

Pyrophosphate kann sie wahrscheinlich eine Störung der Calciumphosphat-Anlagerung

unterbinden und somit die Matrixmineralisation fördern (RISTELI und RISTELI 1993).

Nach einer gewissen Zeit wird das Enzym von der Plasmamembran abgelöst und in die

Blutzirkulation freigesetzt (CHRISTENSON 1997), wo es nach einer Halbwertszeit von

einer Stunde bis 7 Tagen durch die Leber eliminiert wird (DELMAS 1988).

6.2.2 Marker der Knochenresorption

• Carboxyterminales Telopeptid des Typ-I-Kollagens (ICTP)

Das quervernetzte, aus reifen Typ-I-Kollagenfasern stammende Peptid ICTP enthält eine

mehrwertige Kollagen-Quervernetzung und daran angrenzende Peptidstücke aus drei

Polypeptidketten. Das Molekulargewicht von ICTP beträgt 12000 Dalton.

Es wird als immunologisch intaktes Fragment beim Abbau von Knochen-Kollagen vom

Typ I in die Zirkulation abgegeben und kann als Serumvorläufer der urinären Kollagen-

Crosslinks angesehen werden (ERIKSEN et al. 1993). Gegenüber dieser Crosslinks

besitzt ICTP jedoch einen Vorteil bezüglich der Peptidstruktur, da diese noch

Informationen über den herkünftlichen Kollagentyp trägt (ELOMAA et al. 1992). Der

Marker ist demzufolge knochenspezifisch. Die Elimination des Markers erfolgt über die

Niere, wobei vermutlich ein Teil der Substanz rückresorbiert wird (ERIKSEN et al.

1993). Liegt in einem Organismus ein veränderter Knochenumsatz vor, so korreliert die

Serumkonzentration von ICTP mit der histomorphometrisch gemessenen

Resorptionsgeschwindigkeit (ERIKSEN et al. 1993). Dabei steht die molare Menge der

abgebauten Typ-I-Kollagen in einem direkten Verhältnis von 1:1 zu der molaren Menge

des freigesetzten ICTP-Antigens.

II Schrifttum

32

• Kollagen-Crosslinks (Pyridinolin und Desoxypyridinolin)

Während der Kollagenreifung werden Pyridinolin und Desoxypyridinolin als

Querverbindungen (Crosslinks) gebildet. Sie sind ringförmige 3-Hydroxy-Pyridinium-

derivate und sorgen für die Stabilität und Elastizität der Kollagenstruktur. Ihre

Lokalisation ist intermolekular zwischen den tripelhelikalen Bereichen der

Kollagenmoleküle, und sie sind mit den helikalen Bereichen anderer Kollagenmoleküle

verbunden (FUJIMOTO et al. 1978).

Bei der Knochenmatrixresorption werden die Kollagenmoleküle proteolytisch gespalten,

so dass im Zuge der Abbauvorgänge die Quervernetzungen in die Zirkulation freigesetzt

werden. Da Pyridinolin und Desoxypyridinolin nicht metabolisiert werden, sondern zu

40% frei und zu 60% peptidgebunden in der Niere filtriert und ausgeschieden werden,

können sie im Urin nachgewiesen werden (ROBINS et al. 1995). Der Nachweis erfolgt

mittels einer HPLC oder Enzymimmunoassays (ELISA) (RISTELI und RISTELI 1993).

Diese Marker sind spezifisch für reifes Kollagen, ihre Konzentration kann also nicht durch

die Kollagensynthesevorgänge beeinflusst werden. Obwohl Pyridinolin und

Desoxypyridinolin nicht nur im Kollagen des Knochens, sondern auch in den Kollagenen

verschiedener anderer Gewebearten zu finden sind, scheint ihre Urinexkretion

vornehmlich die Knochenresorption widerzuspiegeln (RISTELI und RISTELI 1993).

• Hydroxyprolin

Hydroxyprolin ist eine Aminosäure, die etwa 13% des gesamten Aminosäure-Gehaltes des

ausgereiften Kollagens darstellt (PROCKOP et al. 1979). Sie entsteht intrazellulär durch

posttranslationale Hydroxylierung von Prolin, kann aber auch durch den Darm aus der

Nahrung resorbiert werden (RISTELI und RISTELI 1993).

Ihre Freisetzung in die Zirkulation erfolgt während des Abbaus von Kollagen. In der

Leber werden 90% des freigesetzten Hydroxyprolins zu Harnstoff und Kohlendioxid

umgewandelt, die restlichen peptidgebundenen 10% werden in der Niere glomerulär

filtriert und über den Harn ausgeschieden. Dabei stammt ein nicht unwesentlicher Anteil

auch aus dem Abbau neusynthetisierter Kollagene (LOWRY et al. 1985).

II Schrifttum

33

Hydroxyprolin ist aufgrund seiner verschiedenen Quellen und Stoffwechselwege ein

relativ unspezifischer Knochenmarker und kann nur als ungenauer Parameter zur

Bestimmung der Knochenresorptionsrate herangezogen werden (DELMAS 1993).

• Hydroxylysinglykoside

Dem Hydroxyprolin bezüglich der Herkunft ähnliche Aminosäuren sind die

Hydroxylysine, die meist als Glykosid-Derivate (Glukosyl-Galaktosyl-, bzw. Galaktosyl-

Hydroxylysin) vorliegen (CUNNINGHAM et al. 1967). Auch sie werden bei der

posttranslationalen Phase der Kollagensynthese gebildet und als Bestandteil des

Kollagenmoleküls in die Knochenmatrix eingebaut. Beide werden wie Hydroxyprolin

nach Degradation des Kollagens nicht wieder für dessen Neusynthese verwendet, sondern

in die Zirkulation abgegeben und über die Niere eliminiert (KRANE et al. 1977). Sie

können im Urin mittels HPLC quantitativ bestimmt werden, haben sich aber bis heute

wenig als Knochenresorptionsmarker etablieren können.

• Tartratresistente Saure Phosphatase (TRAP)

Im Plasma vorkommende saure Phosphatase stammt vorwiegend aus dem Knochen, der

Prostata und den blutbildenden Organen. Sechs Isoenzyme der sauren Phosphatase wurden

mittels Elektrophorese im menschlichen Körper identifiziert (YAM 1974), wobei für den

Knochen das tartratresistente Isoenzym charakteristisch ist. Die TRAP ist ein lysosomales

Enzym der Osteoklasten (KRAENZLIN et al. 1990). Während der Resorption von

Knochen und bei der Ablösung der Osteoklasten von der Oberfläche wird es in die

Zirkulation abgegeben. Eine Induktion der Ausschüttung geschieht durch Parathormon

und 1α,25-dihydroxyvitamin D3 (MINKIN 1982).

Die TRAP-Aktivität im Blut spiegelt die Knochenresorptionsrate wider (YAM 1974).

Gemessen werden kann diese Aktivität kolorimetrisch und neuerdings mittels

Immunoassays, in denen aus einem Knochenextrakt gewonnene TRAP-Antikörper

verwendet werden (HALLEEN et al. 2000).

II Schrifttum

34

6.3 Einflussfaktoren auf die Knochenmarker beim Pferd

6.3.1 Circadianrhythmik

LEPAGE et al. (1991) untersuchten die Circadianrhythmik von Osteocalcin bei neun

Warmblutpferden im Alter zwischen zwei und siebzehn Jahren, die dem natürlichen

Tageslicht ausgesetzt waren und denen stündlich Blutproben entnommen wurden. Dabei

zeigte sich ein diurnaler Verlauf von Osteocalcin mit einem Peak gegen 5:00 Uhr und

einem Tiefpunkt um 20:00 Uhr, während die Werte im Laufe des Tages relativ konstant

waren. Diesen biphasischen Verlauf bestätigten BLACK et al. (1999) in ihren

Untersuchungen. HOPE et al. (1993) und GEOR et al. (1995) konnten in ihrer Studie an

Pferden, die bei künstlicher Beleuchtung gehalten wurden, keinen tageszeitlichen Verlauf

erkennen. In einer Studie beim Pferd wurden diurnale Schwankungen bei den Kollagen-

Crosslinks mit maximalen Werten in den frühen Morgenstunden beobachtet (BLACK et

al. 1999).

6.3.2 Alter

Die Osteocalcin-Konzentration nimmt bei Pferden mit dem Alter ab, was LEPAGE et al.

(1998) in einer Untersuchung zeigten. Auch bei der Untersuchung der

knochenspezifischen alkalischen Phosphatase (BAP) konnten altersabhängige

Unterschiede beobachtet werden. Bei Jährlingen wurden dabei die höchsten BAP-Werte

gemessen. Sie machten hier etwa 60% der Gesamtaktivität der AP aus, während sie ab

dem fünften Lebensjahr nur noch ein Fünftel der AP-Aktivität ausmachten.

Ähnliche Daten zur AP ermittelten auch BREIDENBACH et al. (1998), LEPAGE et al.

(1990) und KANK et al. (1993) in ihren Studien. Bei Pyridinolin und Desoxypyridinolin

wurde in weiteren Untersuchungen (PRICE et al.1992, BLACK et al. 1999) eine

umgekehrte Abhängigkeit zwischen dem Alter der Tiere und den Serumkonzentrationen

II Schrifttum

35

der Knochenmarker entdeckt. Dies wurde seitens der Autoren als Reduktion der

Knochenformationsrate interpretiert. Am deutlichsten waren die Veränderungen im

Verlauf der ersten 24 Lebensmonate festzustellen (LEPAGE et al. 1990).

6.3.3 Rasse und Typ

Rassebedingte Unterschiede konnten LEPAGE et al. (1998) bei der Konzentration von

Osteocalcin und ICTP zwischen Warmblütern (Schweizer und Belgisches Warmblut) und

Kaltblütern (Freiberger und Ardenner) nicht ermitteln, wohl aber Unterschiede bezüglich

des Typs. Die Warmblüter hatten gegenüber den Kaltblütern einen höheren Osteocalcin-

Spiegel, wohingegen sich in Bezug auf ICTP ein gegensätzliches Verhalten zeigte.

LEPAGE et al. stellten im Rahmen ihrer Studien (1992, 1997, 1998) fest, dass das

Verhältnis von Osteocalcin zu ICTP (OC:ICTP) ein besserer Indikator für subklinische

pathologische Vorgänge zu sein scheint, da das Verhältnis unabhängig von Alter und

Geschlecht ist.

6.3.4 Geschlecht

LEPAGE et al. (1992, 1998) konnten keinen Einfluss des Geschlechts auf die

Osteocalcinkonzentrationen nachweisen, während CHIAPPE et al. (1999) einen

signifikanten Unterschied der Osteocalcin-Konzentrationen von männlichen und

weiblichen Vollblutpferden nach der Geschlechtsreife bemerkt haben. Die ICTP-

Konzentration erwies sich als geschlechtsunabhängig (LEPAGE et al. 1998).

II Schrifttum

36

6.3.5 Training

Unterschiedliche Trainingsintensität beeinflussten ebenfalls die Osteocalcin-Werte.

NIELSEN et al. (1998) untersuchten den Einfluss des Trainingsbeginns bei jungen

Rennpferden auf den Knochenstoffwechsel und stellten verminderte Osteocalcin-

Konzentrationen bis 42 Tage nach Trainingsbeginn fest, die dann bis zum Tag 112 der

Studie wieder deutlich anstiegen.

Tabelle 4 gibt einen Überblick über die Konzentrationen verschiedener

Knochenformations- und -resorptionsmarker beim Pferd in Relation zu Alter und

Geschlecht.

Tabelle 4a: Konzentration verschiedener Knochenmarker in Abhängigkeit von Alter

und Geschlecht beim Pferd

Marker Alter

(Jahre) Geschlecht Werte Literaturquelle

< 1

1,5–2,5

3,5-20

w

w

w

47,3

35,7

6,7

±

±

±

10,1

14,2

3,9

LEPAGE et al.

(1990)

< 0,5

0,5-1,5

1,5-2

2-3

3-5

w/m

52,9

36,9

33,6

25,5

15,8

±

±

±

±

±

7,6

6,8

7,3

6,4

4,2

LEPAGE et al.

(1992)

2-9 w/m 13,38 ± 7,72 LENSING (1998)

0,5

1,5

m

m

40,6

12,8

±

±

5,9

2,0

BLACK et al.

(1999)

2 w/m 52 ± 8 WEDEMEYER

(2000)

Osteocalcin

(ng/ml) im

Plasma/

Serum

2 w/m 27 ± 6 ZAMHÖFER

(2002)

II Schrifttum

37

Tabelle 4b: Konzentration verschiedener Knochenmarker in Abhängigkeit

von Alter und Geschlecht beim Pferd

Marker Alter


<1

1-2

3-4

5-20

w

w

w

w

223

134

101

91

-

-

-

-

498

238

203

352

PRICE et al.

(1995a) PICP (µg/l)

im Plasma/

Serum

2-9 w/m 492,64 ± 172,23 LENSING 1998

<1

1-2

3-4

5-20

w

w

w

w

134

32,7

25,1

13,0

-

-

-

-

288

125

70,0

46,9

PRICE et al.

(1995a)

(Monate)

0,5

2,0

3,5

24

m

w

w

w

214,3

294,5

102,7

48,4

±

±

±

±

9,8

9

7,8

0,8

HOYT und

SICILIANO (1999)

BAP (U/l)

im Plasma/

Serum

2-9 w/m 30,85 ± 6,65 LENSING (1998)

<1

1-2

3-4

5-20

w

w

w

w

13,7

7,9

5,6

0,0

-

-

-

-

26,7

22,8

15,3

9,1

PRICE et al.

(1995a)

2-9 w/m 14,44 ± 6,22 LENSING (1998)

4

5-14

5,39

3,23

-

-

14

12,6

LEPAGE et al.

(1998)

2 w/m 13,2 ± 1,6 WEDEMEYER

(2000)

ICTP (µg/l)

im Plasma/

Serum

2 w/m 12,1 ± 0,7 ZAMHÖFER

(2002)

II Schrifttum

38

Tabelle 4c: Konzentration verschiedener Knochenmarker in Abhängigkeit von

Alter und Geschlecht beim Pferd

Marker Alter


Pyd

(nmol/mmol

Crea) im

Harn

2-9

w/m

521 ± 236 LENSING (1998)

0,5

1,5

m

m

148,0

15,5

±

±

14,3

2,0

BLACK et al.

(1999)

Dpyd

(nmol/mmol

Crea) im

Harn

0,5

1,5

m

m

29,1

3,2

±

±

3,4

0,5

BLACK et al.

(1999)

II Schrifttum

39

7 Calcium-Homöostase

Der Spiegel an extrazellulären Calciumionen (Cae2+) wird in Säugetieren von

homöostatischen Mechanismen, welche die Nebenschilddrüsen, die Calcitonin-

sezernierenden C-Zellen der Schilddrüse, die Nieren, den Knochen und das Intestinum

einschließen, überwacht und reguliert (BROWN 1991, BRINGHURST et al. 1998). Ein

Schlüsselelement dieses Systems sind Zellen, die eine geringe Abweichung des Cae2+-

Gehalts wahrnehmen und eine Gegenregulation veranlassen können (BROWN 1991).

Diese Zellen sind die sogenannten Calcium-Rezeptoren (CaR).

7.1 Verteilung von Calcium im Körper

Calcium ist im Organismus extrazellulär wie auch intrazellulär zu finden. Bei Säugetieren

wird der Spiegel an extrazellulärem ionisiertem Calcium (Cae2+) in einem relativ engen

Rahmen gehalten (BROWN 1991, BRINGHURST et al. 1998). Dies garantiert eine

ständige Verfügbarkeit von Calciumionen zur Erfüllung ihrer extrazellulären Aufgaben,

wie z. B. die Funktion als Co-Faktor für Gerinnungsfaktoren, Adhäsionsmoleküle und

andere Proteine sowie die Kontrolle der neuronalen Erregbarkeit (BROWN 1991).

Vielmehr formen die Calcium- und Phosphor-Salze die Mineralkomponente des

Knochens, die ein stabiles Gerüst, das die inneren Organe schützt und Bewegungen

ermöglicht, bildet. Das Knochengerüst agiert zusätzlich im Falle einer unzureichenden

nutritiven Zufuhr als Reservoir dieser Ionen (BRINGHURST et al. 1998).

Im Gegensatz zu extrazellulären Calciumionen wird der Spiegel an intrazellulären

Calciumionen (Cai2+) in einem wesentlich größeren Bereich reguliert (POZZAN et al.

1994).

Der Cae2+-Spiegel in der unmittelbaren Umgebung des Knochens variiert mit den

Umbauprozessen des Knochens durch die abbauenden Vorgänge der Osteoklasten und die

wiederherstellende Funktion der Osteoblasten (BRINGHURST et al. 1998).

II Schrifttum

40

In vitro wurde Cae2+ eine große Wirkungsvielfalt auf die Knochenzellen zugeordnet. Ein

hoher Cae2+-Gehalt stimuliert die Parameter osteoblastischer Vorgänge, was ihre

beschleunigte Bereitstellung an Orten zukünftigen Knochenaufbaus zur Folge hat

(QUARLES 1997, YAMAGUCHI et al. 1999). Zusätzlich unterdrückt ein hoher Cae2+-

Gehalt die Bildung und Aktivität von Osteoklasten in vitro (KANATANI et al. 1999,

ZAIDI et al. 1999). Gleichzeitig stimuliert eine erhöhte Calcium-Konzentration die

Sekretion von Calcitonin (CT) (BROWN 1991, MC GEHEE et al. 1997, BRINGHURST

et al. 1998).

Die physiologische Konzentration an ionisiertem Calcium im Vollblut variiert beim Pferd

zwischen 1,4 bis 1,9 mmol/l, die physiologische Konzentration an Gesamtcalcium

befindet sich in einem Referenzbereich zwischen 2,5 und 3,4 mmol/l (KRAFT und DÜRR

1999).

Funktion und Aufgaben von Calciumionen

Cai2+ nimmt eine zentrale Position in der Regulation zellulärer Vorgänge, wie zum

Beispiel von Muskelkontraktion, Zellbeweglichkeit, -differenzierung und –proliferation,

Sekretion von Hormonen und der Apoptose ein (PIETROBON et al. 1990).

Die extrazellulären Calciumionen im Blut erfüllen die Aufgaben eines vielseitigen first

messenger und wirken in vielen Fällen über den Calcium-sensitiven Rezeptor (CaR)

(BROWN et al. 1999).

Knorpelzellen (Chondrozyten) nehmen nicht aktiv am Calcium-Stoffwechsel teil, haben

aber große Bedeutung durch die Bildung eine Knorpelmodells des künftigen Knochens,

das progressiv durch Knochensubstanz ersetzt wird. Die Verfügbarkeit von Calcium ist

dabei zur Sicherstellung eines korrekten Wachstums und der Differenzierung der

Chondrozyten und somit auch des Knochenwachstums essentiell (REGINATO et al. 1993,

JACENKO u. TUAN 1995).

II Schrifttum

41

Aufnahme von Calcium Das Intestinum besetzt beim Menschen eine Schlüsselposition in der Calcium-Homöostase durch die Wirksamkeit der Kapazität für die kontrollierte Aufnahme von Calcium aus der Nahrung. Diese Aufnahme wird von 1,25-dihydroxy-Vitamin D3

(1,25(OH)2D3, Calcitriol, Vitamin D-Hormon), dem am häufigsten natürlich vorkommenden Metaboliten von Vitamin D (BROWN 1991, BRINGHURST et al. 1998), gesteuert. Das Duodenum ist hierbei der Hauptort für 1,25(OH)2D3-vermittelte Calciumionen-Absorption durch aktive Transzytose, die durch das Vitamin D-abhängige calciumbindende Protein Calbindin gefördert wird. Jejunum und Ileum absorbieren weitaus weniger Calciumionen als der Zwölffingerdarm, sezernieren gleichzeitig aber auch Calciumionen, wobei Fettsäuren und Gallensäuren unter Bildung von unlöslichen „Calcium-Seifen“ gebunden werden. Damit sollen mögliche schädliche Einflüsse der freien Fettsäuren und der Gallensäuren auf die Colon-Epithelzellen abgeschwächt werden (BROWN 2002). HARMEYER et al. (2001) vermuten, dass bei Equiden die aktive Absorption von Calciumionen aus den Ingesta im Vordergrund steht, da zwischen Blut-Calcium-Konzentration und Konzentration der Calciumionen in den Darmabschnitten ein starkes Gefälle in Richtung Darmlumen existiert. Bei Pferden und Kaninchen wurde nachgewiesen, dass diese Tierarten auch in der Lage sind, einen Calcium-Überschuss aufzunehmen, wobei eine Regulation des Calciumgehaltes im Blut dann über die Niere erfolgt (CUDDEFORD et al. 1990, NORRIS et al. 2001). Andere Tierarten und der Mensch scheiden das überschüssige Calcium mit dem Kot aus. Speicherung von Calcium Erhöht sich der Calciumionenspiegel im Blut, wird in der Schilddrüse Calcitonin sezerniert (COPP et al. 1962). Calcitonin verfügt u.a. über Rezeptoren im Magen-Darm-Trakt, Knochen und der Niere, so dass alle für den Calciummetabolismus wichtigen Organe direkt von Calcitonin beeinflusst werden können. Zur Verhinderung einer Hypercalcämie bewirkt Calcitonin die verstärkte Einlagerung von Calcium in die Knochensubstanz und eine erhöhte renale Exkretion von Calcium, um so den extrazellulären Calciumspiegel zu senken (WARSHAWSKY et al. 1980).

II Schrifttum

42

Ausscheidung von Calcium

Der Hauptausscheidungsweg von Calcium ist beim Menschen und Säugetieren renal, was

durch direkte Wirkung von Calcitonin auf die Niere gesteuert wird (WARSHAWSKY et

al. 1980). Die Rückresorption von Calciumionen in den Tubuluszellen wird verringert, so

dass vermehrt Calcium über den Harn ausgeschieden werden kann.

Eine Übersicht über den Calciummetabolismus beim Pferd gibt Abbildung 3.

Calciumaufnahme:34g

Ausscheidung mit Kot:18,5g

Darm

Absorption:23,5g

Fäcale endogeneAusscheidung:

8g

Ca Pool(Plasmacalcium)

110-130 mg/lMuskel Knochen

Deposition:41,5g

Resorption:31,5g

Niere

Ausscheidung mit dem Harn:5,5g

Abbildung 3: Calciummetabolismus eines jungen Pferdes (Gewicht 500 kg,

Mengenangaben pro Tag) (modifiziert nach SCHRYVER et al. 1978

und BRONNER 1993)

II Schrifttum

43

7.2 Rolle von Phosphor im Organismus

Phosphor nimmt eine wichtige Position in der Zellphysiologie und in der

Skelettmineralisierung ein. Es dient als Baustein der Nukleinsäuren und von

Hydroxyapatit, ist Quelle des hoch-energetischen Phosphates in Adenosintriphosphates

(ATP), ein essentielles Element der Phospholipide in Zellmembranen und ein Faktor, der

eine Reihe enzymatischer Reaktionen und Proteinfunktionen beeinflusst. Der größte

Anteil des im Körper enthaltenen Phosphors befindet sich im Knochen, weniger als 1% ist

in der extrazellulären Flüssigkeit zu finden. Seine Regulation bewegt sich in einem

äußerst engen Rahmen und hängt hauptsächlich von der gastrointestinalen Absorption und

der renalen Exkretion ab. Der Großteil des mit der Nahrung aufgenommenen Phosphors

wird im vorderen Darmabschnitt, vorwiegend im Jejunum und Ileum, als anorganisches

Phosphat absorbiert (WALLING 1977). Absorbierter Phosphor wird durch komplexe

Regulationsmechanismen als organische Verbindung in proliferierende Zellen

inkorporiert, als Bestandteil des Knochenminerals in Form von Hydroxyapatit eingelagert

oder zum größten Teil über die Niere ausgeschieden. Die Phosphor-Homöostase hängt

hauptsächlich von renalen Mechanismen, die den tubulären Phosphattransport regulieren,

ab. Die Niere ist für Veränderungen des Serumgehaltes oder der ernährungsbedingten

Aufnahme direkt zugänglich. Die renale Anpassung wird von dem Gleichgewicht

zwischen der glomerulären Filtrationsrate und der tubulären Reabsorptionsrate bestimmt

(MIZGALA und QUAMME 1985) und durch verschiedene Hormone und

Stoffwechselprodukte gesteuert. Unter diesen befinden sich PTH, PTH related protein

(PTHrP), Calcitonin, TGF α, Glukokortikoide und Phosphatüberschuss, die allesamt eine

Retention behindern. Im Gegensatz dazu stimulieren u.a. IGF-1, Thyroid Hormon und

Phosphatmangel eine Reabsorption. Zielzellen dieser Steuerungsmechanismen sind

vorwiegend die proximalen Tubuluszellen (DREZNER 2002).

In der Literatur wird der Referenzbereich für anorganisches Phosphat im Blutserum

gesunder Pferde zwischen 0,7 – 1,5 mmol/l angegeben (KRAFT und DÜRR 1999).

II Schrifttum

44

7.3 Parathormon

7.3.1 Biosynthese und Sekretion

Parathormon (PTH) wird in den Hauptzellen der Nebenschilddrüse in seiner Vorstufe als

Prä-Pro-Parathormon, welches aus 115 Aminosäuren aufgebaut ist, synthetisiert. Die

Sekretion erfolgt größtenteils in Form des intakten, biologisch aktiven Hormons, das aus

84 Aminosäuren besteht (PTH (1-84)). Die Aminosäuren an Position 25-34 sind für die

Bindung an die amino-terminalen extrazellulären Rezeptorbereiche der Zielzellen von

Bedeutung, während die Aminosäuren 1-7 für die Aktivierung eines second messengers

der Zielzellen verantwortlich sind (ERDMAN et al. 1998, LUCK et al. 1999,

GRAUSCHOPF et al. 2000, GREENBERG et al. 2000). Demnach enthält das Fragment

PTH (1-34) alle für die biologische Wirkung wichtigen Abschnitte. Zwischen humanem

Parathormon (hPTH (1-84)) und hPTH (1-34) konnten in vivo keine Unterschiede

bezüglich der Wirkung auf den Knochen und auf molekularer Ebene festgestellt werden

(COSMAN und LINDSAY 1998, STANISLAUS et al. 2000). Zu einem geringen

Prozentsatz werden auch Fragmente des Parathormons mit carboxyterminaler Sequenz

(PTH (53-84)) bereits in der Nebenschilddrüse ausgeschüttet. Proteolytische Spaltung

innerhalb der Hauptzellen der Parathyreoidea erlaubt es einem calcium-empfindlichen

Mechanismus den intrazellulären Parathormongehalt zu regulieren und die Formen des

sezernierten Parathormons zu bestimmen. Unter normalen Umständen besteht 70-95% des

zirkulierenden Parathormons aus inaktiven carboxyterminalen Fragmenten, intaktes PTH

(1-84) stellt nur 5-30% der Moleküle. Der absolute Gehalt an inaktiviertem Hormon (u.a.

PTH 53-84) nimmt mit einer Senkung des Calciumionengehaltes im Blut ab, so dass

vermehrt biologisch aktives PTH (1-84) sezerniert wird. Umgekehrt führt eine hohe

Calciumionen-Konzentration im Blut zu einer vermehrten Ausschüttung von inaktivem

PTH (MAC GREGOR et al. 1979, MAYER et al. 1979) und somit einem vermehrten

Anwesenheit von mittregionalen (44-68) und carboxyterminalen PTH-Fragmenten (53-

84) im Vergleich zu intaktem PTH (1-84) (D’AMOUR et al. 1986, KUBLER et al. 1987).

Das zirkulierende Hormon, welches im Blutkreislauf eine Halbwertszeit von weniger als

drei Minuten hat, wird zum größten Teil in den Kupfferschen Sternzellen und

Hepatozyten der Leber (60-70%), den Tubuluszellen der Niere (20-30%), aber auch in

II Schrifttum

45

einem geringen Anteil in anderen Organen abgebaut (BRINGHURST et al. 1988). Dabei

kommt es aufgrund einer längeren Halbwertzeit zu einer Anreicherung der biologisch

inaktiven carboxyterminalen Fragmente (53-84).

Die Sekretion von Parathormon in der Nebenschilddrüse wird über einen negativen

Feedback-Mechanismus, an dem PTH und Calcium beteiligt sind, gesteuert. Eine hohe

Calciumionen-Konzentration im Blut hemmt, eine niedrige fördert die PTH-Sekretion.

Der schnelle Metabolismus von PTH gewährleistet, dass das für die Rezeptor-Bindung zu

Verfügung stehende Parathormon von der Sekretionsrate der Nebenschilddrüse als

Antwort auf kurzfristige Veränderungen der Calciumionen-Konzentration gesteuert wird.

Neben der klassischen katabolen Wirkung von Parathormon ist dem Peptidhormon in

verschiedenen Untersuchungen auch eine anabole Wirkung auf die Knochenformation

nachgewiesen worden (CANALIS et al. 1989, HOCK und FONSECA 1990, DEMPSTER

et al. 1993, OXLUND et al. 1993, COSMAN und LINDSAY 1998).

7.3.2 Wirkungsmechanismus

Zum heutigen Zeitpunkt ist der Wirkungsmechanismus von PTH noch nicht vollständig

geklärt. Durch verschiedene Studien sind aber bereits einzelne Elemente der

Wirkungskaskade aufgedeckt worden.

Die Höhe der PTH-Konzentration bestimmt dabei, welcher Signalübertragungsweg

eingeschlagen wird. Hohe PTH-Konzentrationen bewirken eine Freisetzung von Calcium

und Proteinkinase C (PKC), während niedrige Konzentrationen die cAMP-gekoppelte

Proteinkinase A aktivieren. Anhand einiger in vitro Studien wird dadurch die These

aufgestellt, dass cAMP die Grundlage der anabolen Wirkung von PTH ist (CIVITELLI et

al. 1990, POTTS et al. 1995).

Untersuchungen von LIU et al. (1998) und OKADA et al. (2002) an murinen Zellkulturen

zeigten, dass an Osteoklasten selbst keine PTH-Rezeptoren vorhanden sind, während

Osteoblasten PTH-Rezeptoren besitzen und eine Parathormon-Wirkung im Knochen

ermöglichen. Bis zum heutigen Zeitpunkt konnten drei verschiedene PTH-Rezeptoren

II Schrifttum

46

(PTH1R, PTH2R, PTH3R) klassifiziert werden, wobei noch diverse weitere

unbedeutendere Rezeptoren, die auf PTH-Einfluss reagieren, existieren. Dabei kommt

PTH1R die größte Bedeutung zu, da er sehr stark an Knochen und Niere exprimiert wird

und somit die Wirkungen von PTH an den jeweiligen Zielorganen übermittelt, was in

Studien an Mäusen beobachtet wurde (KARAPLIS et al. 1994, LANSKE et al. 1996,

VORTKAMP et al. 1996).

Dieser Rezeptor ist G-Protein gekoppelt und besteht aus sieben transmembranen

Domänen, die zur Ligandenbindung und Signalübermittlung wichtig sind. Die Bindung

der carboxyterminalen Abschnitte von hPTH (1-34) an die aminoterminalen

extrazellulären Rezeptorbereiche (N-Domänen) der Zielzellen führt zu einer durch

Veränderung der Konformation des Rezeptors und/oder G-Protein gekoppelten

Rezeptoraktivierung, die in einer Endozytose der Rezeptor-Liganden-Verbindung

resultiert (HUANG et al. 1999). Ein intakter N-terminaler Bereich des PTH ist für die

anabole Wirkung notwendig. Dies haben ARMENTO-VILLAREAL et al. (1997) in einer

Studie an ovariektomierten Ratten bestätigt.

Wirkung auf die Calcium-Homöostase:

Parathormon reguliert in seiner Hauptfunktion die Serumkonzentrationen von Calcium

und Phosphor, welche wiederum die Synthese und Sekretion von PTH steuern.

Durch Ca-sensible Rezeptoren an der Nebenschilddrüse wird die PTH-Sekretion in

Abhängigkeit von der Calcium-Blutserumkonzentration gesteuert. Der Grad der CaR-

Expression in den Hauptzellen der Nebenschilddrüse (Glandula parathyreoidea) ist sehr

hoch. Es gibt Hinweise, die eine Bedeutung von CaR als Hauptvermittler der hemmenden

Wirkung eines erhöhten Cae2+-Spiegels auf die PTH-Sekretion belegen (DIAZ et al.

1999).

In verschiedenen in-vitro Studien konnten Calcium-sensitive Rezeptoren bisher zumindest

in einigen Vertretern der Osteoblasten- und Osteoklasten-Zelllinie lokalisiert werden

(KAMEDA et al. 1998, YAMAGUCHI et al. 1998, CHANG et al. 1999, KANATANI et

al. 1999, PI et al. 2000).

II Schrifttum

47

QUARLES (1997) und ZAIDI et al. (1999) vermuten die Existenz weiterer Cae2+-

Sensoren neben CaR an den Osteoblasten und Osteoklasten. Diese Vermutung nehmen

KUBO et al. (1998) auf und beschreiben eine Empfindlichkeit von metabotrophischen

Glutamatrezeptoren (mGluR) gegenüber Cae2+.

Eine andere Studie zeigt, dass Veränderungen in der Cae2+-Konzentration die Funktion

aktivierter GABAB-Rezeptoren modulieren (WISE et al. 1999), wobei Cae2+ in

Abwesenheit von GABA keinen Einfluss auf die Rezeptoren hat.

Calcium-sensitive Rezeptoren sind auch entlang des gesamten Nephrons innerhalb des

Nierengewebes von Ratten vorhanden, wobei die stärkste Präsenz im basolateralen

Bereich der Epithelzellen des kortikalen dicken Mittelstücks des Nephrons ist

(RICCARDI et al. 1998). In diesem Bereich wird, ähnlich wie in den distalen gewundenen

Abschnitten der Nierenkanälchen, die Calcium-Reabsorption durch Parathormon

gesteuert. Dieser Abschnitt hat auch Einfluss auf die Magnesium-Reabsorption und auf

den Nierenstoffwechsel von Natrium-, Kalium- und Chloridionen (HEBERT et al. 1997).

Neben extrazellulären Calciumionen sind extrazelluläre Magnesiumionen (Mge2+)

vermeintliche CaR-Agonisten (QUINN et al. 1997). QUINN et al. (1998) beschreiben die

Ionenstärke per se (z.B. Veränderungen in der NaCl-Konzentration) als Faktor, der die

Wirkung von Cae2+ an CaR verändern kann. Eine Steigerung der Ionenstärke verursacht

einen Abfall der Sensitivität von CaR gegenüber Cae2+ bzw. Mge

2+ und umgekehrt.

Ist der Calciumspiegel niedrig, so wird vermehrt PTH in seiner biologisch aktiven Form

sezerniert. Dieses hat zwei Hauptwirkungsorte: Den Knochen und die Niere.

Abbildung 4 gibt einen vereinfachten Überblick über die Calcium- und Phosphor-

Homöostase mit ihren Regulatoren.

II Schrifttum

48

KnochenNiere

Intestinum

Intestinum Niere

Schilddrüse

Nebenschilddrüse+

--

-

+

+

+ ++

++

++

Hormonwirkung : Erhöhung

Substratwirkung : Erniedrigung

Abbildung 4: Vereinfachter, schematischer Überblick über die Calcium- und Phosphor-

Homöostase

An der Niere steigert PTH die Rückresorption von Calcium im Tubulus und beeinflusst

zusätzlich noch die glomeruläre Filtrationsrate, indem weniger Calcium in den Primärharn

ausgeschieden wird. Anhand einer Stimulation der renalen Calcitriol-Synthese bewirkt

PTH beim Menschen indirekt auch eine Steigerung der intestinalen Absorptionsrate.

Ebenso ist Calcitriol bei bovinen und humanen Parathyreoidea-Zellkulturen und in vivo

bei Ratten im Stande, die Transkriptionsrate des PTH-Gens, und somit die Sekretionsrate

von PTH in der Parathyreoidea zu senken (RUSSELL et al. 1984, CANTLEY et al. 1985,

SILVER et al. 1985, CHAN et al. 1986, SILVER et al. 1986, KARMALI et al. 1989).

Diese Vorgänge führen zu einer Absenkung der Ca-Serumkonzentration bis in den

+-

II Schrifttum

49

Normalbereich. Ist dieser erreicht, wird die PTH-Sekretion in der Nebenschilddrüse

angepasst. Ein niedriger Calcium-Spiegel steigert die PTH-Sekretion, während ein

niedriger Phosphor-Gehalt die Sekretionsrate senkt.

1,25-dihydroxy-Vitamin D3 und Calcitriol haben beim Menschen und vielen Haustieren

unabhängig von der PTH-Regulation ebenfalls Einfluss auf den Calcium- und Phosphor-

Blutspiegel und nehmen auch an einem Mechanismus mit Calcitriol und PTH teil. Es wird

vermutet, dass Vitamin D im Gegensatz zu anderen Haustieren bei Pferden nur eine

untergeordnete Rolle einnimmt und keinen großen Einfluss auf die Calcium- und

Phosphor-Homöostase hat (BREIDENBACH et al. 1998). Diese Vermutung wird auch

durch die Untersuchung von EL SHORAFA et al. (1979) bestätigt. Sie stellten fest, dass

Ponies, die ohne Sonnenlicht gehalten und nicht mit Vitamin D supplementiert wurden,

bei ausreichender alimentärer Calcium- und Phosphorversorgung keine signifikanten

Veränderungen im Calcium- und Phosphorstoffwechsel im Vergleich zu Vitamin D-

supplementierten und/oder mit Sonnenlicht gehaltenen Tieren aufwiesen.

Katabole Wirkungen auf den Knochenstoffwechsel:

Parathormon hat durch die an den Osteoblasten vorhandenen PTH-Rezeptoren eine

direkte Wirkung auf den Knochenstoffwechsel. PTH spielt eine entscheidende Rolle in

der Regulation der Osteoblastenanzahl und -größe, hat aber auch einen indirekten Einfluss

auf die Osteoklastogenese, indem es die Osteoprotegerin-Synthese in den Osteoblasten

reduziert (KANZAWA et al. 2000). An Osteoklasten per se konnten bisher keine PTH-

Rezeptoren nachgewiesen werden, so dass eine Osteoklastenaktivierung lediglich über

Osteoblasten möglich ist, die wiederum die Osteoklastenbildung und –funktion durch

Sekretion von Osteoprotegerin (OPG) und RANKL beeinflussen können (LIU et al. 1998,

OKADA et al. 2002).

In in-vitro-Studien wurde eine hemmende Wirkung von PTH auf die Synthese und

Abgabe von Matrix-Proteinen, wie z.B. Typ-I-Kollagen, Osteocalcin und alkalische

II Schrifttum

50

Phosphatase der Osteoblasten festgestellt (HOWARD et al. 1980, BOGDANOVIC et al.

2000). In vivo konnte lediglich initial eine erhöhte Osteoblastenapoptoserate

(STANISLAUS et al. 2000) sowie gesteigertes Vorhandensein von Matrix-

Metalloproteinase in den Osteoblasten von Ratten und Mäusen (McCLELLAND et al.

1998, ZHAO et al., 1999) nachgewiesen werden.

Anabole Wirkungen auf den Knochenstoffwechsel:

Bereits in den 30er Jahren sind anabole Wirkungen von PTH auf den

Knochenstoffwechsel von jungen Ratten, Meerschweinchen, Katzen und Kaninchen

beschrieben worden.

Die Untersuchungen des letzten Jahrzehntes ergaben, dass Osteoblasten und ihre

Vorläuferzellen die Hauptangriffspunkte von PTH sind. Die Stimulation der

Knochenneubildung in endocorticalen Bereichen ist das Kennzeichen des anabolen

Effektes von PTH (DEMPSTER et al. 1993, OXLUND et al. 1993, COSMAN und

LINDSAY 1998). Das Vorhandensein von Wachstumshormon (GH) sowie von IGF-1 ist

für die aufbauende Wirkung von PTH bei heranwachsenden Ratten essentiell (CANALIS

et al. 1989, HOCK und FONSECA 1990), während bei adulten Ratten auch in

Abwesenheit von GH eine Steigerung der Osteoblastenzahl und Erhöhung des

trabekulären Knochenvolumens beobachtet wurde (SCHMIDT et al. 1995).

CALVI et al. (2001) stellten fest, dass die Osteoblastenfunktion in den trabekulären und

endostealen Kompartimenten des Knochens unter PTH-Einfluss gesteigert war, im

Bereich des Periost die Aktivität aber vermindert war.

7.3.3 Parathormon beim Pferd

In der Literatur werden in Studien, die mit unterschiedlichen Nachweismethoden

gearbeitet haben, unterschiedliche Werte für die gemessenen Parathormon-

Konzentrationen bei Pferden angegeben. Tabelle 5 gibt einen Überblick über diese Werte.

II Schrifttum

51

Tabelle 5a: Parathormon-Ruhekonzentrationen beim Pferd (pg/ml), gemessen mit

unterschiedlichen Nachweismethoden

Nachweis-

methode

Alter der

Pferde (Jahre)

Parathormon-Konzentration

(pg/ml) Literaturquelle

Intaktes PTH

1 Woche

4 Monate

11 Monate

149

132

132

±

±

±

5

7

6

SLOET VAN

OLDTRUITEN-

BORGH-

OOSTERBAAN et

al. (1999)

Intaktes PTH 1-22 55,2 ± 54,3 TORIBIO et al.

(2001)

Intaktes PTH 2 45,0 ± 7,5 ZAMHÖFER

(2002)

Intaktes PTH 2 10,3 ± 5,0 WEDEMEYER

(2000)

Intaktes PTH 2-14 31,3 ± 4,1 ESTEPA et al.

(1998)

Intaktes PTH 7-14 A: 59

B: 137

±

±

8

19

MARTIN et al.

(1996)

Intaktes PTH 6-18 218 ± 181 BREIDENBACH et

al. (1998)

Intaktes PTH k. A. Präprandial: 218

Postprandial: 27

±

±

78

14

SCHULZE et al.

(2001)

Intaktes PTH k. A. 54,5 ± 13,8

AGUILERA-

TEJERO et al.

(1998)

Intaktes PTH k. A. 49,9 ± 30,1

AGUILERA-

TEJERO et al.

(2001)

II Schrifttum

52

Tabelle 5b: Parathormon-Ruhekonzentrationen beim Pferd (pg/ml), gemessen mit

unterschiedlichen Nachweismethoden

Nachweis-

methode

Alter der

Pferde (Jahre)

Parathormon-Konzentration

(pg/ml) Literaturquelle

C-terminal 0,5 13 ± 2 COOPER et al.

(1995)

C-terminal 1-2 Weide: 127

Training: 90

±

±

45

39

ENBERGS et al.

(1996)

C-terminal 2-9 144,6 ± 53,0 LENSING (1998)

C-terminal 2 53 ± 6 NIELSEN et al.

(1998)

C-terminal 4-15

Adulte Stuten: 55

Adulte Wallache: 56

Hengstfohlen: 91

±

±

±

17

22

22

ROUSSEL et al.

(1987)

N-terminal 3-9 68,3 GAWDA (1995)

Mittregional 3-9 40,5 GAWDA (1995)

ESTEPA et al. (1998) befassten sich in einer Studie mit der Präzision, Spezifität und

Sensitivität eines humanen immunoradiometrischen Assays zur Messung von intaktem

Parathormon und eines immunoradiometrischen Assays zur Bestimmung von

aminoterminalen Parathormon-Fragmenten bei Ratten. Beide Assays wiesen eine

Empfindlichkeit gegenüber equinem Parathormon auf und können zur quantitativen

Erfassung von PTH im Blut von Pferden genutzt werden. Die Autoren zweifelten in ihrer

Untersuchung eine Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Messergebnisse von

carboxyterminalen Assays an, da bei diesem Test nicht nur die PTH-Moleküle, sondern

auch eine Reihe inaktiver Fragmente erfasst werden. Dies führt zu fälschlicherweise

erhöhten Messergebnissen.

II Schrifttum

53

7.4 Einflussfaktoren auf die PTH-Konzentration beim Pferd

Alter, Geschlecht, Fütterung:

In einer Studie an 43 Fohlen zeigte sich innerhalb der ersten vier Lebensmonate ein

signifikanter Abfall der Plasmakonzentration an intaktem PTH, wobei keine

haltungsbedingten Unterschiede (Boxenhaltung, Boxenhaltung mit täglicher Bewegung,

Weidehaltung) aufgefallen sind (SLOET VAN OLDTRUITENBORGH-OOSTERBAAN

et al. 1999).

ROUSSEL et al. (1987) haben in ihrer Studie einen durchschnittlichen Gehalt an c-

terminalem PTH von 56 ±22 pg/ml im Blutserum acht klinisch gesunder Wallache im

Alter von 4 bis 15 Jahren gemessen. Bei zwei Pferden der Studie lagen die PTH-Gehalte

unterhalb des Messbereiches. Dabei ist ein erwarteter Anstieg bzw. Abfall der im Vollblut

mittels RIA gemessenen PTH-Werten bei diesen gesunden Pferden, die nach einer

initialen Bestimmung des c-terminalen PTH-Gehaltes im Blutserum mit einer Natrium-

EDTA-Lösung bzw. Calciumchlorid-Lösung infundiert worden sind, eingetreten. Des

Weiteren wurden keine statistisch signifikanten Unterschiede in den PTH-Werten von

Wallachen und Stuten, die mit dem selben Futtermittel gefüttert wurden, gemessen, wohl

aber sind Unterschiede zwischen heranwachsenden Hengsten (1-3 Jahre), die mit Getreide

gefüttert wurden, und den mit Rauhfutter gefütterten adulten Tieren gemessen worden.

Vermutet wurde dabei ein ernährungsbedingter Effekt durch den hohen Phosphorgehalt

des Getreides, da bei zwei heranwachsenden Hengsten, die mit Rauhfutter gefüttert

wurden, kein Unterschied zu den bei den ausgewachsenen Tieren gemessenen Werten

aufgetreten ist.

LENSING (1998) hat in einer Studie zum Einfluss der Fütterung auf Knochenmarker

beim Pferd festgestellt, dass eine übermäßige nutritive Calcium- und Phosphor-

Versorgung zu einer Erhöhung der c-terminalen PTH-Konzentration im Blut führt. Dies

steht bezüglich der beobachteten Korrelation zwischen einem hohen Calciumspiegel im

Blut und einer hohen Konzentration an c-terminalem PTH im Blut im Widerspruch zu den

Ergebnissen vieler anderer Studien.

II Schrifttum

54

SCHULZE et al. (2001) untersuchten die Calcium-Homöostase in Abhängigkeit von der

Fütterung an vier Stuten. Sie stellten einen stetigen Anstieg der Plasmakonzentration an

ionisiertem Calcium in den ersten drei Stunden nach der Fütterung fest. In den folgenden

acht Stunden zeigte sich eine Tendenz zur Konzentrationserniedrigung. Die Konzentration

an intaktem PTH im Plasma sank innerhalb von 45 Minuten nach der Fütterung von 218

±78 pg/ml auf 141 ±40 pg/ml signifikant ab. Nach einer weiteren Stunde kam es zu einem

erneuten signifikanten Abfall der PTH-Konzentration auf 27 ±14 pg/ml. Im weiteren

Tagesverlauf konnten keine signifikanten Veränderungen beobachtet werden, und die

PTH-Konzentration pendelte sich zwischen 4 und 56 pg/ml ein.

Geburt:

Peripartal (bis zwei Tage nach Abfohlen) nimmt bei Pferden die Konzentration an

ionisiertem Calcium und Gesamtcalcium im Blut ab und die PTH-Konzentration (intaktes

PTH) ist deutlich gesteigert, was eine Untersuchung von MARTIN et al. (1995) ergab.

Auch hier konnte ein reziprokes Verhältnis zwischen Calcium und intaktem PTH ermittelt

werden. SCHULZE et al (2001) führten an 15 Stuten Untersuchungen zur Calcium-

Homöostase während des peripartalen Zeitraumes durch und entdeckten bei ihren

Probanden bezüglich des zeitlichen Verlaufes unterschiedliche PTH-Reaktionen vor,

während und nach der Geburt, so dass die Stuten in vier Gruppen eingeteilt wurden. Sie

unterschieden Stuten mit PTH-response sub partu (Gruppe I, 7 Stuten), Stuten mit PTH-

response postpartal (Gruppe II, 6 Stuten), eine Stute mit PTH-response präpartal (Gruppe

III) und eine Stute ohne nennenswerten PTH-response (Gruppe IV). Imbalancen in der

Calciumhomöostase konnten sub partu und in der Zeit vom sechsten bis 21.Tag post

partum festgestellt werden, klinisch in Erscheinung tretende Hypocalcämien wurden

während des gesamten Untersuchungszeitraumes nicht beobachtet.

II Schrifttum

55

Krankheit:

In einer Studie, die vergleichend die Calcium-Homöostase von gesunden Pferden und

Pferden mit Enterocolitis betrachtet, wiesen Pferde mit einer Enterocolitis, bedingt durch

eine Hypocalcämie, die dieses Krankheitsbild begleitet, einen deutlich höheren

Parathormonspiegel im Blut auf als die gesunden Pferde (TORIBIO et al. 2001). In ihrer

Studie an Fohlen haben SLOET VAN OLDTRUITENBORGH-OOSTERBAAN et al.

(1999) festgestellt, dass Osteochondrose-positive Fohlen im Alter von vier Monaten einen

signifikant höheren Plasmaspiegel an intaktem Parathormon haben als Osteochondrose-

negative Fohlen des gleichen Alters.

ELFERS et al. (1986) untersuchten in ihrer Studie Veränderungen des Calcium-,

Phosphor- und Parathormongehaltes während akuter Nierenerkrankungen bei vier Ponies.

Eine leichte Hypercalcämie, Hypophosphatämie und erhöhte Werte an c-terminalem PTH

konnten während der Oligurie beobachtet werden. Im fortgeschrittenen Stadium der

Oligurie nahm die tägliche Ausscheidungsmenge von Calcium und Phosphor mit dem

Harn ab, während der Gehalt an c-terminalem PTH im Serum bei allen vier Tieren erhöht

war, was auf eine Unfähigkeit der renalen Elimination der c-terminalen PTH-Fragmente

zurückgeführt wurde.

Belastung:

AGUILERA-TEJERO et al. (1998) haben in einer Studie den Einfluss von körperlicher

Belastung (Springturnier) und EDTA-Gabe auf den Calciummetabolismus und den PTH-

Spiegel (intaktes PTH) bei Springpferden untersucht. Dabei stellten sie fest, dass eine

Belastung bei einigen Pferden zu einem signifikanten Abfall der

Calciumionenkonzentration und zu einem signifikanten Anstieg der PTH-Konzentration

im Plasma geführt hat (High Responder). Weitere Pferde der Studie reagierten mit einer

nur mäßigen Ausschüttung von Parathormon (Moderate Responder), während wiederum

andere Pferde, die an der Untersuchung teilnahmen, keine Veränderung der Parathormon-

Konzentration aufzeigten (Nonresponder). AGUILERA-TEJERO et al. wiesen in dieser

II Schrifttum

56

Studie auch eine Korrelation des Blut-Calcium-Spiegels mit der PTH-Plasma-

Konzentration nach. Die Administration von EDTA, welches ebenfalls eine

Hypocalcämie induziert, führte zu identischen Ergebnissen.

Folgend fand eine Untersuchung zur Konzentration an Calciumionen und Parathormon im

Plasma an Pferden nach einem Distanzritt von 80 km statt (AGUILERA-TEJERO et al.

2001). Nach Absolvierung dieser Distanz wurde bei 20 der 28 Probanden ein verminderter

Gehalt an ionisiertem Calcium im Plasma und eine gesteigerter Parathormonwert im

Blutplasma festgestellt, wobei beide Parameter miteinander korrelierten.

WEDEMEYER (2000) hat in einer Laufbandstudie mit Trabern eine deutliche Erhöhung

der Parathormon-Konzentration (intaktes PTH) während einer halbstündigen, sich

steigernden Laufleistung (Stufentest) der Pferde ermittelt. Auch bei durchgeführten

Kurzzeitbelastungen der Pferde war ein deutlicher Anstieg der Parathormon-

Konzentration zu beobachten, dagegen zeigten sich bei Langzeitbelastungen keine

Veränderungen der PTH-Konzentration im Blut. Die Konzentration an ionisiertem

Calcium im Vollblut fiel während des Stufentestes und der Kurzzeitbelastungen

hochsignifikant ab. Vier Stunden nach Belastung stieg die Konzentration wieder deutlich

an und lag über den Ausgangskonzentrationen, die 24 Stunden nach den Belastungen

wieder annähernd erreicht wurden. Bei der Langzeitbelastung konnten keine signifikanten

Veränderungen der Konzentration festgestellt werden. Der Verlauf der Konzentration des

Gesamtcalciums im Plasma zeigte während beider Stufenteste keine statistisch

abzusichernden Veränderungen. Bei der Kurzzeitbelastung kam es zu einem

Konzentrationsabfall zum Belastungsende und einem signifikanten Anstieg nach vier

Stunden. Nach 24 Stunden erreichten die Gesamtcalcium-Werte wieder die

Ausgangskonzentration. Während der Langzeitbelastung konnten keine

belastungsbedingten Veränderungen festgestellt werden.

II Schrifttum

57

Training:

Die Auswirkungen des Trainingbeginns (112 Tage) auf den Mineralstoffhaushalt und den

Knochenstoffwechsel haben NIELSEN et al. (1998) bei jungen, zuvor untrainierten

Quarterhorse-Wallachen untersucht. Dabei fanden sie heraus, dass in den ersten sechs

Trainingswochen die Blutserum-Konzentration an Gesamtcalcium stark angestiegen ist,

um dann nach einem kurzzeitigen Plateau im weiteren Trainingsverlauf bis zum 84. Tag

wieder leicht abzufallen. Bis zum Ende der Trainingsphase (112. Tag) konnte wieder ein

Anstieg der Gesamtcalciumkonzentration im Serum beobachtet werden. Der Verlauf des

Gehaltes an c-terminalem PTH im Serum wies über die gesamte Versuchsdauer keine

signifikanten Unterschiede auf. Röntgenologisch wurde am 56. Tag der niedrigste

Mineralgehalt des Knochens festgestellt, ein Einfluss des Trainings auf den Phosphor- und

Magnesium-Haushalt konnte nicht beobachtet werden. Zusammengefasst konnte während

der ersten 8 Wochen der Studie ein gesteigerter Knochenabbau und während der

folgenden 8 Wochen ein Steigerung der Knochenformation nachgewiesen werden.

Bei Rennpferden mit Frakturen der langen Knochen ist vor der Fraktur kein erhöhter

PTH-Gehalt im Blutserum festgestellt worden, wohl aber bei Rennpferden, die eine

Fraktur im Bereich der Sesambeine erlitten haben (CHIBA et al. 2000). Der Calcitonin-

Gehalt dieser Pferde ist vor der Fraktur im Vergleich zu den Werten bei gesunden Pferden

erhöht gewesen. Begründet liegen diese erhöhten Werte in einer beschleunigten

Knochenumbaurate, die durch die starke mechanische Beanspruchung eines Rennpferdes

stimuliert wird. Dieser Zustand zeichnet sich durch einen erhöhten PTH-Wert aus,

welcher wiederum eine gesteigerte Freisetzung von Calciumionen aus dem Knochen

bewirkt. Der Organismus reagiert auf die vorübergehende Hypercalcämie mit einer

vermehrten Calcitonin-Ausschüttung.

Bei einer 12-wöchigen Dekonditionierung konnten PORR et al. (1998) keine signifikanten

Veränderungen von intaktem PTH feststellen, obwohl es zu einem Anstieg der

Konzentrationen des ionisierten und des gesamten Calciums im Serum bzw. Plasma kam.

ENBERGS et al. (1996) stellten in ihrer Studie fest, dass ein- bzw. zweijährige

Vollblutpferde, die im Winter in Boxen gehalten werden und sich im Training befinden,

II Schrifttum

58

einen deutlich niedrigeren durchschnittlichen Parathormongehalt im Plasma haben als die

selben Tiere während der sommerlichen Weidehaltung. Die Gesamtcalciumkonzentration

im Plasma war während der Weidesaison (3,03 ±0,23 mmol/l) im Mittel geringfügig

niedriger als während der Stallhaltungs- und Trainingsphase (3,14 ±0,14 mmol/l).

II Schrifttum

59

8 Erfahrungen in der PTH-Applikation

PODBESEK et al. (1983, 1984) haben in Untersuchungen an Hunden nachweisen können,

dass es unter intermittierender hPTH (1-34)-Applikation zu einer Stimulation der

Knochenformation und Erhöhung der intestinalen Calcium-Absorption kommt. Bei der

Untersuchung wurde hPTH (1-34) in Dosierungen von 0,5 µg/kg KM/Tag als Infusion,

bzw. 1,7 µg/kg KM/Tag als einmalige Injektion verwendet. Bei den Tieren, denen täglich

hPTH (1-34) injiziert wurde, konnte ein Anstieg der intestinalen Calciumresorption wie

auch eine transiente Reaktion des Blutcalciumspiegels beobachtet werden, während dies

bei den hPTH (1-34)-infundierten Hunden nicht eingetreten ist. Werden Osteoblasten

chronisch PTH ausgesetzt, so bewirkt das Hormon eine reversible Hemmung der

Osteoblastogenese zu einem späten präosteoblastischen Stadium (BELLOWS et al.

1990b). Bei Versuchen mit ovariektomierten Ratten unter Verwendung von subcutanen,

mit Parathormon und/oder 17-β-Östradiol versehenen Implantaten, bestätigten ZHOU et

al. (2001) bei einer kontinuierlichen PTH-Freisetzung von täglich 30 µg/kg KM katabole

Effekte der chronischen PTH-Administration.

Eine intermittierende Gabe von Parathormon steigert bei ovariektomierten Ratten die

Knochenmasse aufgrund einer Erhöhung der Osteoblastenzahl und der

Knochenumbaurate (DEMPSTER et al. 1993).

SHEN et al. (1993, 1995) applizierten ovariektomierten Ratten humanes Parathormon (1-

34) in einer Dosierung von 30 bzw. 40 µg/kg KM/Tag subcutan separat oder in

Kombination mit β-Östradiol. Östrogene alleine zeigten dabei eine antiresorptive

Wirkung, in Kombination mit Parathormon konnte jedoch eine gesteigerter

Knochenaufbau beobachtet werden.

In einer Folgestudie verabreichten SHEN et al. (1998) 80 µg/kg KM/Tag hPTH (1-34) an

Ratten, beginnend zwei Wochen vor ihrer Ovariektomie. Es konnte ein Anstieg der

Knochenmineraldichte und der mechanischen Belastbarkeit des Knochens festgestellt

werden. Selbst vier Wochen nach Absetzen der Applikation war noch eine positive

Beeinflussung des Knochenstoffwechsels in Form einer erhöhten Knochendichte und

II Schrifttum

60

-belastbarkeit zu beobachten. Nach 14 Wochen konnte nur noch eine erhöhte

Knochenmasse registriert werden. Aus diesen Ergebnissen schlossen die Autoren, dass die

positiven Effekte einer hPTH-Behandlung mindestens dreimal so lange andauern wie die

Dauer der Behandlungsphase.

MENG et al. (1996) bestätigten in ihrer Studie an ovariektomierten Ratten eine Steigerung

der Knochenformatiosrate, wobei die größten Effekte innerhalb der ersten

Applikationswoche von 20 µg/kg KM/Tag hPTH (1-34), das einmal täglich subcutan

appliziert wurde, eingetreten sind. RIOND et al. (1998) beobachteten in einem Versuch an

Ratten, denen ein-, zwei- oder dreimal täglich hPTH (1-38) in einer Dosierung von 50

µg/kg KM oder ein Placebo subcutan appliziert wurde, dass nicht nur die Dichte des 5.

Lendenwirbels unter der Parathormongabe zunimmt, sondern auch die intestinale

Absorptionsrate von Calcium, Magnesium und Phosphor erhöht ist. Mit zunehmender

Frequenz der täglichen Behandlung nahm die Knochendichte des Lendenwirbels im

Vergleich zur Kontrollgruppe deutlich zu.

BROMMAGE et al. (1999) bestätigten in ihrer Untersuchung einen anabolen Effekt einer

täglichen subcutanen hPTH (1-34)-Applikation in einer Dosierung von 1 bzw. 5 µg/kg

KM über den Zeitraum von einem Jahr auf den Knochenstoffwechsel von

ovariektomierten Affen. Die Autoren beobachteten während des Versuches eine

Suppression der endogenen PTH-Ausschüttung bei einem gleichzeitigen Anstieg der

Serum-Calcitriol-Konzentration. Unter Gabe der höheren Dosis hPTH konnten im

Vergleich zu den Effekten der niedrigeren hPTH-Dosis deutlichere Erhöhungen der

Knochendichte, besonders im Bereich der Wirbelkörper festgestellt werden.

Jedoch beobachteten STANISLAUS et al. (2000) eine vorübergehend gesteigerte

Apoptoserate von Knochenvorläuferzellen und Osteozyten in den Metaphysen junger

Ratten während der initialen Reaktion auf eine PTH-Gabe.

NAKAJIMA et al. (2002) applizierten in einer Studie Ratten, die eine unilaterale

Femurfraktur hatten, täglich 10 µg hPTH (1-34)/kg KM subcutan über einen Zeitraum von

42 Tagen. Gleichzeitig existierte eine Kontrollgruppe (ohne PTH-Applikation) mit

ebenfalls frakturiertem Femur. Die Auswertung der Studie ergab, dass bei den Tieren, die

hPTH (1-34) erhielten, im Vergleich zu der Kontrollgruppe am 28. und 42. Tag nach der

Fraktur eine signifikant erhöhte Knochenmasse und Knochendichte vorlag.

II Schrifttum

61

HODSMAN et al. (1993) stellten in ihrer Studie fest, dass es bei einer 24-Stunden

Dauerinfusion von hPTH (1-34) (0,0313µg/kg KM*h) zu einer Steigerung der resorptiven

Vorgänge am Knochen kommt, während bei einer täglichen subcutanen Injektion (50

µg/Frau entspricht ca. 0,8 µg/kg KM) über 28 Tage die aufbauenden Prozesse am

Knochen Überhand nahmen.

Eine anabole Wirkung auf den Knochen stellten auch DEMPSTER et al. (1993) in ihrer

Studie an Menschen, die an Osteoporose erkrankt waren, fest. Dabei wurde diesen

Probanden über einen Zeitraum von mindestens 6 Monaten und maximal 2 Jahren täglich

subcutan hPTH (1-34) in einer Dosierung von 25-30 µg/Frau (entspricht ca. 0,5 µg/kg

KM) in Kombination mit Vitamin D3, Calcium, Östrogen bzw. Nandrolon oder Calcitonin

verabreicht. Es existierte zusätzlich eine Kontrollgruppe, der kein Parathormon appliziert

wurde. Bei allen mit hPTH (1-34) behandelten Patienten ist ein deutlicher Anstieg der

Knochendichte der Wirbelkörper festgestellt worden, während bei der Kontrollgruppe

keine Veränderungen eingetreten sind.

Eine Erhöhung der Knochendichte der Wirbelkörper beobachteten FINKELSTEIN et al.

(1994), die in ihrer Studie postmenopausalen Frauen täglich 40 µg/Frau hPTH (entspricht

ca. 0,67 µg/kg KM) subcutan verabreichten. Zu dem gleichen Ergebnis kamen auch

NEER et al. (2001) in ihrer Untersuchung an 1637 postmenopausalen Frauen sowie

LINDSAY et al. (1997) an einer dreijährigen Studie mit insgesamt 34 Frauen. Sie

beobachteten zusätzlich noch ein vermindertes Frakturrisiko bei den Parathormon-

behandelten Patientinnen. Den Frauen wurde hPTH (1-34) in einer Dosierung von 20,

bzw. 40 µg/Frau/Tag (entspricht ca. 0,33 bzw. 0,67 µg/kg KM) (NEER et al. 2001), bzw.

25 µg/Frau/Tag (entspricht ca. 0,4 µg/kg KM) subcutan verabreicht (LINDSAY et al.

1997). Die Möglichkeit, Osteoblastenapoptose zu verhindern gibt eine rationale Erklärung

für die intermittierende Gabe von hPTH (25 µg/Frau/Tag) zur Reduktion

glukokortikoidinduziertem Knochenschwunds und gesteigertem Frakturrisikos beim

Menschen (LANE et al. 1998, JILKA et al. 1999).

In einer Studie ist postmenopausalen Frauen, die aufgrund nichtinfizierter

inflammatorischer Prozesse mindestens über ein Jahr Corticosteroide nahmen und

gleichzeitig an Osteoporose litten, über einen Zeitraum von einem Jahr täglich

II Schrifttum

62

hPTH (1-34) in einer Dosierung von 25 µg/Frau in Kombination mit Östrogen bzw.

Östrogen alleine verabreicht worden. Bei den abschließenden Untersuchungen stellte sich

heraus, dass die Knochenmasse je nach Lokalisation gleichblieb oder sogar zunahm und

dass die Marker Osteocalcin und knochenspezifische alkalische Phosphatase deutlich

erhöht waren (LANE et al. 1998). Eine positive Wirkung einer intermittierenden Gabe

von hPTH (1-84) auf die Heilung von bilateral frakturierten Tibia-Schäften bei

ovariektomierten Ratten stellten JAHNG und KIM (2000 fest, wobei eine zusätzliche

Versorgung mit Östrogenen keinen Vorteil bietet.

KURLAND et al. (2000) untersuchten den Einsatz von hPTH (1-34) bei Männern

mittleren Alters, die an einer idiopathischen Osteoporose erkrankt sind. Es konnte eine

Verbesserung der Knochendichte im Lendenwirbelbereich und der Femurkopf-

Knochenmineraldichte festgestellt werden. In dieser Studie waren die Werte der

Knochenmarker Osteocalcin, knochenspezifische alkalische Phosphatase und PICP unter

hPTH-Applikation erhöht, in der Gesamtcalcium-Konzentration im Serum sind keine

Veränderungen aufgetreten.

Ältere Studien geben Anlass zu der Vermutung, dass eine divergierende Wirkung von

PTH auf kortikale und spongiöse Knochenstrukturen existiert. So wurde in einigen

Studien an Menschen und Ratten eine Abnahme der Knochendichte von kortikalen

Strukturen beobachtet, während eine deutliche Zunahme der spongiösen Strukturen

festgestellt werden konnte (HESP et al. 1981). REEVE et al. (1981) stellten sogar die

Theorie auf, dass spongiöse Knochenstrukturen auf Kosten der kortikalen Strukturen

aufgebaut werden, da im Rahmen ihrer Studie weder eine gesteigerte Calciumabsorption

noch Calciumretention beobachtet werden konnte. Diesen Beobachtungen wurde aber in

neueren Studien widersprochen (BROMMAGE et al. 1999, FINKELSTEIN et al. 1994,

LINDSAY et al. 1997, NEER et al. 2001, SLOVIK et al. 1986). Neben einer Steigerung

der Mineraldichte der Substantia spongiosa der Lendenwirbelkörper wurden keine bzw.

positive Veränderungen der kortikalen Knochendichte im Radius registriert. Alle

Probanden nahmen täglich Calcium mindestens in bedarfsdeckender Menge auf, zum Teil

erfolgte in einigen Studien eine definierte Calciumzufuhr, die den individuellen Bedarf

der Probanden gedeckt hat.

II Schrifttum

63

Einen Überblick über die Ergebnisse einiger Studien, in denen hPTH appliziert wurde,

gibt Tabelle 6.

Tabelle 6a: Überblick über die Ergebnisse einiger hPTH-Studien

Versuchsaufbau Probanden Effekte Literaturquelle

25 µg hPTH (1-34)/Tag

(= 0,4 µg/kg KM) +

Calcitriol

8 Frauen

(Durchschnittsalter 50

Jahre)

Erhöhung der

Lendenwirbeldichte

um 9,8 %

SLOVIK et al.

(1986)


(= 1 µg/kg KM) +

Calcitonin

39 postmenopausale

Frauen

(durchschnittlich 67

Jahre)

Erhöhung der

Lendenwirbeldichte um

10,2 % und der

Knochendichte des

Femurkopfes um 2,4 %

HODSMAN et

al. (1997)


(= 0,67 µg/kg KM)

subcutan über 12

Monate + Östrogene

51 postmenopausale

Osteoporose-erkrankte

Frauen (50-82 Jahre),

Hormonersatztherapie

sowie Glukokortikoide

Erhöhung der

Knochendichte im

Lendenwirbelbereich um

9,8 %

LANE et al.

(1998)

3,125 µg bzw. 6,25 µg

bzw. 12,5 µg hPTH (1-

34)/Woche subcutan

über 48 Wochen

220 Osteoporose-

erkrankte Frauen (45-

95 Jahre)

Erhöhung der

Knochendichte im


0,6 % (3,125 µg) bzw. 3,6

% (6,25 µg) bzw. 8,1 %

(12,5 µg)

FUJITA et al.

(1999)

400 IU (= 25 µg) hPTH

(1-34)/Tag subcutan

über 18 Monate

23 Osteoporose-

erkrankte Männer (30-

68 Jahre)

Erhöhung der

Knochendichte im


13,5 ±3 % und am

Femurkopf um 2,9 ±1,5 %

KURLAND et

al. (2000)

II Schrifttum

64

Tabelle 6b: Überblick über die Ergebnisse einiger hPTH-Studien

Versuchsaufbau Probanden Effekte Literaturquelle

400 IU (= 25 µg) hPTH

(1-34)/Tag subcutan

(= 0,4 µg/kg KM) +

Hormonersatztherapie

(Östrogene)

52 Osteoporose-

erkrankte Frauen (58-

63 Jahre)

Erhöhung der

Knochendichte im


13,4 ±1,4 %

COSMAN et al.

(2001)

20 bzw. 40 µg hPTH

(1-34)/Tag subcutan

über durchschnittlichen

Zeitraum von 16

Monaten (= 0,33 bzw.

0,67 µg/kg KM)

1637 postmenopausale

Frauen (69-70 Jahre)

mit früheren

vertebralen Frakturen

Erhöhung der

Knochendichte des

Femurkopfes um

2,8 ±5,7 % (20 µg) bzw.

5,1 ±6,7 % (40 µg)

NEER et al.

(2001)

II Schrifttum

65

9 Zusammenfassung

Zahlreiche Studien belegen, dass die intermittierende hPTH-Applikation in der

Humanmedizin zur Erhöhung der Knochendichte sowie Prävention von Frakturen bei

postmenopausalen Frauen etabliert ist.

Da auch beim Pferd Zustände mit verringerter Knochenformationsrate bzw. erhöhter

Knochenresorptionsrate, wie z.B. Trainingsbeginn, Glukokortikoid-Therapie, Narkosen,

etc. bekannt sind, sollen anabole Effekte auf den Knochenstoffwechsel des Pferdes

untersucht werden.

Ziel dieser Studie ist es, die Wirksamkeit von hPTH (1-37) auf den Knochenstoffwechsel

auch beim Pferd zu überprüfen. Als Parameter zur Festsellung des Knochenstoffwechsels

dienen die Knochenformationsmarker Osteocalcin und PICP, der Knochen-

resorptionsmarker ICTP sowie Calcium und Phosphor. Des Weiteren erfolgt eine

Bilanzierung des Calcium- und Phosphorhaushaltes unter Kontrollbedingungen und

während einer 28-tägigen hPTH (1-37)-Applikation.

III Material und Methoden

66


1 Ziel des Versuches

In der vorliegenden Studie wurde die Wirkung der Applikation von humanem Parathormon

(hPTH 1-37) auf den Knochen- und Calciumstoffwechsel von Pferden untersucht.

Eine Auswirkung der hPTH-Applikation auf den Calcium-/Phosphorstoffwechsel wurde

mittels Bilanzierung der Mengenelemente Calcium und Phosphor ohne und unter hPTH-

Applikation überprüft. Darüber hinaus erfolgte eine Überprüfung der Wirkung auf den

Knochen mittels Messung der Konzentration der Knochenmarker, die im Blut sowohl

anabole, wie auch katabole Aktivität des Knochens darstellen. Gemessen werden dabei als

Markersubstanzen des Knochenaufbaus Osteocalcin und PICP, als Marker der

Knochenresorption ICTP. Als Parameter des Calciumstoffwechsels und seiner Regulation

wurde Parathormon, Gesamtcalcium, ionisiertes Calcium (pH-korrigiert), anorganisches

Phosphat und der pH-Wert bestimmt.

2 Aufbau des Versuches

Der Versuch ist in seiner Gesamtheit aus der Bearbeitung von drei Teilaspekten aufgebaut.

2.1 Überprüfung der Circadianrhythmik

In einem 24-Stunden-Versuch wurde die circadiane Rhythmik der endogenen Ausschüttung

von körpereigenem Parathormon (PTH), der Knochenmarker (Osteocalcin, PICP, ICTP),

ionisiertem Calcium (pH-korrigert), Gesamtcalcium und anorganischem Phosphat im Blut

untersucht.

Den Pferden wurden dazu in stündlichem Abstand Blutproben entnommen. Die Fütterung der

Tiere erfolgte zu definierten Zeitpunkten, um gegebenenfalls postprandiale Effekte ermitteln

zu können.


67

2.2 Verträglichkeit der täglichen Applikation von hPTH

Über einen Zeitraum von vier Tagen ist den Pferden täglich zu einem determinierten

Zeitpunkt eine gleichbleibende Dosis humanes Parathormon (0,23 mg hPTH pro Pferd, IPF

Pharmaceuticals, Hannover) subcutan injiziert worden. Es wurde beobachtet, ob sich lokale

Reaktionen im Bereich der Injektionsstelle, aber auch Veränderungen im Allgemeinbefinden

der Pferde unter der Applikation einstellten. Begleitend zu den Beobachtungen ist den

Pferden zweimal täglich Blut entnommen worden, um die Parameter des

Knochenstoffwechsels und des Calcium-Metabolismus im Hinblick auf kurzfristige Effekte

der Hormongabe zu untersuchen.

2.3 Kurz- und mittelfristige Effekte der täglichen hPTH-Applikation

In diesem Teil des Versuches sind die Auswirkungen der täglichen Applikation von hPTH

über einen Zeitraum von 28 Tagen überprüft worden. Der Applikationsphase vorausgehend ist

eine 28-tägige Kontrollphase vorgeschaltet worden. Die Beprobungen zur Untersuchung der

Knochenmarker und der Calcium-/Phosphor-Homöostase fanden in beiden Versuchsphasen

zu definierten Zeitpunkten in jeweils identischen Abständen statt.

Durch Ermittlung der täglichen Calcium- und Phosphorversorgung und der Ausscheidung

dieser beiden Mengenelemente im Kot und Harn während der Versuchsphasen können des

Weiteren Rückschlüsse auf eine Beeinflussung der Calcium-/Phosphorbilanz der Pferde durch

eine hPTH-Gabe gezogen werden.


68

3 Versuchstiere

3.1 Versuch zur Circadianrhythmik

Bei dem 24-Stunden-Versuch kamen vier Pferde (I, III, IV und VI) zum Einsatz, die sich im

Besitz des Institutes für Tierernährung der Tierärztlichen Hochschule Hannover befanden. Es

handelte sich hierbei um vier männlich-kastrierte Traber im Alter zwischen fünf und elf

Jahren. Das mittlere Körpergewicht der Tiere lag bei 473 ± 45,5 kg. Die Pferde wurden in

Einzelboxen mit Stroheinstreu in einem geschlossenem Stallgebäude gehalten. Die Fütterung

mit jeweils 1,0 kg Müsli-Futter (Marstall Pferdefutter, Typ -Pelletfrei-) und 2,5 kg Heu

erfolgte zweimal täglich im Abstand von zwölf Stunden (8.00 Uhr, 20.00 Uhr), wobei die

Futteraufnahmezeit gemessen und dokumentiert wurde. Wasser wurde den Tieren ad libitum

mittels Selbsttränken bereitgestellt. Alle Tiere hatten freien Zugang zu einem Salzleckstein.

Tabelle 7: Angaben über Alter, Rasse, Körpergewicht und Geschlecht der in dieser

Versuchsphase eingesetzten Pferde

Pferd Alter (Jahre) Rasse Körpergewicht (kg) Geschlecht

I 11 Traber 460 Wallach

III 8 Traber 538 Wallach

IV 8 Traber 432 Wallach

VI 5 Traber 462 Wallach

Ø 8 ± 2,45 Ø 473 ± 45,5

Eine genaue Angabe der Futterration, sowie Informationen zur täglichen Energie-, Protein-

und Mineralstoffversorgung mit der aufgenommenen Ration ist der folgenden Tabelle 8 zu

entnehmen.


69

Die Nährstoffaufnahme der Pferde ist dabei aus den Werten einer durchgeführten Weender-

Analyse und Mengenelementbestimmung der eingesetzten Futtermittel errechnet worden.

Der Nährstoffbedarf der Tiere wurde auf der Grundlage der Empfehlungen zur Energie- und

Nährstoffversorgung der Pferde (GESELLSCHAFT FÜR ERNÄHRUNGSPHYSIOLOGIE

DER HAUSTIERE 1994) ermittelt.

Die Kalkulation des Gehaltes an verdaulicher Energie erfolgte anhand der Berechnungsformel

nach ZEYNER (2003).

Tabelle 8: Energie- und Nährstoffgehalte der verwendeten Futtermittel und Bedarf der im

Versuch eingesetzten Pferde

Futtermittel uS TS DE vRp Ca P Na Mg K

(kg) (MJ) (g)

Heu 5,0 4,6 30,6 394 17,4 8,3 3,2 5,8 61,3

Müslifutter 2,0 1,8 19,2 209 19,6 10,5 8,7 5,4 25,7

Gesamt 7,0 6,4 49,8 603 37,1 18,9 11,9 11,0 87,0

Bedarf Pferd I 54,6 298 23,0 13,8 9,2 9,2 23,0

Bedarf Pferd III 61,4 335 26,9 16,1 10,8 10,8 26,9

Bedarf Pferd IV 52,1 284 21,6 13,0 8,6 8,6 21,6

Bedarf Pferd VI 54,8 299 23,1 13,9 9,2 9,2 23,1

3.2 Überprüfung der Verträglichkeit

Die Verträglichkeit des hPTHs wurde an vier Stuten, die sich im Besitz der Klinik für Pferde

der Tierärztlichen Hochschule Hannover befanden, überprüft. Die Tiere waren in zum Teil

überdachten Außenpaddocks, die mit Stroh eingestreut waren, untergebracht. Die Pferde

wurden zweimal täglich mit Heu ad libitum gefüttert und Wasser stand aus Selbsttränken zur

freien Verfügung.


70

Tabelle 9: Angaben über Alter, Rasse, Körpergewicht und Geschlecht der in dieser

Versuchsphase eingesetzten Pferde

Pferd Alter (Jahre) Rasse Geschlecht

VII 14 Warmblut Stute

VIII 15 Warmblut Stute

IX 2 Warmblut Stute

X 9 Warmblut Stute

Ø 10 ± 5,9

3.3 Untersuchung der kurz- und mittelfristigen Effekte der hPTH-Gabe

Im Rahmen dieses Versuchsabschnitts wurde fünf Pferden hPTH (1-37) subcutan appliziert.

Die Pferde hatten zu Beginn dieser Versuchsphase ein mittleres Körpergewicht von

459 ±35,23 kg.

Tabelle 10: Angaben über Alter, Rasse und Geschlecht der in dieser Versuchsphase

eingesetzten Pferde

Pferd Alter (Jahre) Rasse Gewicht (kg) Geschlecht

I 11 Traber 445 Wallach

II 2 Traber 451 Wallach

III 8 Traber 515 Wallach

IV 8 Traber 420 Wallach

V 21 Traber 466 Wallach

Ø 10 ± 7,0 459 ± 35,2


71

Außer Pferd V wurden alle Tiere in einem geschlossenen Stall in Einzelboxen (10,5 m2 groß)

auf Sägespänen gehalten. Pferd V befand sich in einem betonierten Auslauf, dem eine mit

Gummimatten ausgelegte Liegefläche angehörte. Ein Teil des Auslaufes (die Liegefläche)

befand sich in einem Stallgebäude, der andere Teil im Freien, wobei das Tier jederzeit freien

Zugang zu der Liegefläche hatte. Alle Pferde wurden aus Eimern ad libitum getränkt.

Die Tiere sind dreimal täglich zu definierten Zeitpunkten gefüttert worden (7.00, 15.00 und

23.00 Uhr), zu denen jeweils ein Drittel der Tagesration gefüttert wurde. Die Tagesration

wurde bei jedem Pferd individuell an dessen Bedarf angepasst und berechnet. Zugrundegelegt

wurde für die Berechnung dabei der Erhaltungsbedarf der Pferde (GfE 1994).

Die Haltung der Pferde erfolgte unter natürlicher Beleuchtung, bei Bedarf wurde nur zu den

Fütterungs- und Beprobungszeiten eine künstliche Beleuchtung eingesetzt.

Die Pferde wurden während der Kontrollperiode mit expandierten Trockenschnitzeln (jeweils

0,5 kg TS/ 100 kg KM) in Kombination mit Heu (0,5 kg TS/ 100 kg KM) gefüttert.

Während der Applikationsphase erhielten die Pferde lose Trockenschnitzel (0,5 kg TS/100 kg

KM) zusammen mit Heu (0,5 kg TS/ 100 kg KM). Eine Übersicht über den Energie- und

Nährstoffgehalt und den individuellen Bedarf der Pferde ist in Tabelle 4 dargestellt.

Die Kalkulation der Nährstoffaufnahme der Pferde erfolgte aus den Werten einer

durchgeführten Weender-Analyse und Mengenelementbestimmung.

Auf der Grundlage der Empfehlungen zur Energie- und Nährstoffversorgung der Pferde

wurde der Nährstoffbedarf der Tiere (GESELLSCHAFT FÜR

ERNÄHRUNGSPHYSIOLOGIE DER HAUSTIERE 1994) ermittelt.

Der Gehalt an verdaulicher Energie ist mittels der Formel nach ZEYNER (2003) berechnet

worden.


72

Tabelle 11a: Körpergewicht, Energie- und Nährstoffgehalte der verwendeten

Futtermittel und Bedarf der Pferde I, II und III

Pferd Versuchs-

periode

Futter-

mittel uS TS DE vRp Ca P

(kg) (MJ) (g)

Expandat 3,2 3,1 36,1 180 24,5 1,9

Heu 3,3 2,9 23,1 92,2 8,7 4,1

gesamt 59,2 272 33,2 6,1 K

Bedarf 55,3 301 23,3 14,0

lose TS 3,2 3,0 36,0 187 19,7 2,2

Heu 3,3 2,9 23,6 92,0 8,2 4,7

gesamt 59,6 279 28,0 6,9

I

A

Bedarf 53,3 290 23,0 13,4

Expandat 3,1 2,9 34,5 177 22,9 1,8

Heu 3,2 2,8 23,0 75,1 8,0 4,6

gesamt 57,4 252 30,9 6,3 K

Bedarf 53,7 292 22,5 13,5

lose TS 3,1 3,0 35,0 184 22,9 1,9

Heu 3,2 2,8 23,1 73,8 9,1 4,9

gesamt 58,2 258 32,0 6,8

II

A

Bedarf 53,8 293 22,6 13,5

Expandat 3,8 3,7 42,9 259 29,1 2,3

Heu 3,9 3,4 27,3 99,5 10,3 4,9

gesamt 70,2 358 39,4 7,2 K

Bedarf 62,8 342 27,7 16,6

lose TS 3,8 3,6 42,8 239 23,4 2,6

Heu 3,9 3,4 28,0 99,3 9,8 5,6

gesamt 70,7 338 33,2 8,1

III

A

Bedarf 59,5 324 25,8 15,5


73

Tabelle 11b: Körpergewicht, Energie- und Nährstoffgehalte der verwendeten

Futtermittel und Bedarf der Pferde IV und V

Pferd Versuchs-

periode

Futter-

mittel uS TS DE vRp Ca P

(kg) (MJ) (g)

Expandat 3,1 3,0 34,9 181 23,7 1,9

Heu 3,1 2,7 21,7 101 8,2 3,9

gesamt 56,6 282 31,9 5,8 K

Bedarf 53,1 289 22,2 13,3

Expandat 3,1 3,0 35,0 151 22,9 1,9

Heu 3,1 2,7 22,4 85,8 8,8 4,7

gesamt 57,4 237 31,7 6,7

IV

A

Bedarf 51,0 278 21,0 12,6

Expandat 3,3 3,1 36,7 197 24,4 1,9

Heu 3,4 3,0 24,4 110 8,5 4,8

gesamt 61,1 307 32,9 6,7 K

Bedarf 52,8 288 22,0 13,2

lose TS 3,3 3,2 37,3 206 24,4 2,1

Heu 3,4 3,0 24,6 108 9,6 5,2

gesamt 61,9 315 34,0 7,2

V

A

Bedarf 55,2 300 23,3 14,0

K = Kontrollperiode Expandat = expandierte Trockenschnitzel

A = hPTH-Applikation lose TS = lose Trockenschnitzel


74

4 Durchführung des Versuches

4.1 Versuch zur Circadianrhythmik

Zur Überprüfung der circadianen Rhythmik wurde den Pferden (n=4) in stündlichen

Abständen über einen Venenverweilkatheter Blut entnommen. Das Blut wurde direkt nach

Entnahme, sowie nach Messung der direkt nach Blutentnahme zu messenden Parameter

weiterverarbeitet und gefrierkonserviert.

Eine Blutprobenentnahme fand jeweils unmittelbar vor der morgendlichen (8.00 Uhr), bzw.

abendlichen Fütterung (20.00 Uhr) statt. Die darauffolgende Probenentnahmen fanden in

einem stündlichen Rhythmus nach Gabe des Futters statt. Insgesamt sind den Pferden 25

Blutproben entnommen worden.

Während der Beprobungsdauer sind die Tiere permanent bei künstlicher Beleuchtung

gehalten worden.

Probenentnahme:

Bei den Pferden wurde nach gründlicher Rasur und Desinfektion der Haut der Punktionsstelle

ein Venenverweilkatheter mit entfernbarer Punktionskanüle (Cavafix® Certo® Splittocan®

355; 1,1x1,7 mm/16G; 45 cm; 36ml/min; Braunüle 1,8x2,35mm/14G; 5cm; Fa. B. Braun,

Melsungen) in die gestaute linke Vena jugularis externa geschoben und dort mittels eines

Einzelknopfheftes mit einem Faden aus geflochtener Naturseide (Silkam®, 4 metric / USP 1,

Art.-Nr. 01124162, Fa. B. Braun, Melsungen) an der Haut fixiert.

An den Konus wurde ein Verlängerungsschlauch (1,50m, 3,0 x 4,1mm Durchmesser, Art.-Nr.

25315, Fa. Lock) angeschlossen, welcher am Pferdehals gesichert wurde. Der

Verlängerungskatheter wurde mit einem Absperrhahn (Luer-Lock®; Art.-Nr. 872.10, Fa.

Vygon, Aachen) verschlossen bzw. geöffnet.

Bei der Probenentnahme wurde zunächst die Entnahmevorrichtung mit 10 ml einer 0,9 %igen

Kochsalzlösung (Isotonische NaCl-Lösung, 0,9%ig, Fa. B. Braun, Melsungen) gespült. Im

Anschluss wurden 20 ml Vollblut entnommen, die direkt verworfen wurden. Den Pferden

wurde mittels einer Ethyldiamintetracetat-Monovette (Monovette®, EDTA KE/9 ml; Art.-Nr.

02Fa. Sarstedt, Nümbrecht) und einer Lithium-Heparinat-Monovette (Monovette®, Lithium-


75

Heparin 15 I.E. Heparin/ml Blut; Art.-Nr. 02.265, Fa. Sarstedt, Nümbrecht) jeweils 9 ml Blut

entnommen, welches sofort weiterverarbeitet wurde. Es sind die sofort nach Entnahme zu

bestimmenden Parameter im Vollblut gemessen worden und anschließend wurde das Vollblut

zentrifugiert. Das Plasma wurde abpipettiert und bei –20°C konserviert. Aus den gewonnen

Plasmaproben wurde zu einem späteren Zeitpunkt der Gehalt an Osteocalcin, ICTP, PICP,

Gesamtcalcium, ionisiertem Calcium (pH-korrigiert), anorganischem Phosphat und der pH-

Wert bestimmt.

4.2 Versuch zur Verträglichkeit

Den Pferden (n=4) wurde über vier Tage Dauer morgens direkt vor der Fütterung zunächst

Blut entnommen. Im Anschluss an die Entnahme wurde den Tieren humanes Parathormon

(hPTH 1-37; IPF Pharmaceuticals, Hannover) subcutan im Bereich der Regio praesternalis

injiziert. Es erfolgte ein täglicher Wechsel der Injektionsstelle, so dass das Hormon

alternierend auf der rechten bzw. linken Seite verabreicht wurde.

Die Injektionsstelle wurde regelmäßig adspektorisch und palpatorisch kontrolliert.

Nach der Injektion des Medikaments sind die Pferde jeweils gegen 8.00 Uhr morgens,

gefüttert worden. Eine weitere Fütterung fand nachmittags um 16.00 Uhr statt. Eine zweite

Blutprobe ist den Pferden zwölf Stunden nach Injektion des Hormons um 20.00 Uhr abends

entnommen worden.

Applikation:

Die Injektionsstelle im Bereich der Regio praesternalis ist vor Applikation des Hormons mit

einer alkoholischen Desinfektionslösung gereinigt worden. Das Hormon ist anschließend nach

Aspiration streng subkutan appliziert worden. Verwendet wurden hierbei Einmalkanülen

(Neolus 0,6 x 30 mm, Nr.14, Luer; Fa. Terumo, Leuven, Belgien) sowie Einmalspritzen

(5 ml; Fa. Henke-Sass, Wolf GmbH, Tuttlingen).

Dosierung:

Jedem Pferd wurden 0,23 mg/Tier in 2,3 ml isotonischer Kochsalzlösung gelöstes

hPTH (1-37) injiziert. Dies entspricht einer Dosierung von 0,5 µg/ kg KM.


76

Probenentnahme:

Nach Desinfektion der Punktionsstelle der rechten, bzw. linken Vena jugularis externa ist den

Pferden nach Anstauung der jeweiligen Vene eine Blutprobe entnommen worden.

Verwendet wurde hierzu das Vacutainer System (BD Vacutainer® LH 143 I.U., bzw. K3E

15% 0,084 ml; Fa. Becton Dickinson, Plymouth, England). Bei jeder Probenentnahme wurden

jeweils zwei Röhrchen mit 7 ml Fassungsvermögen, die mit EDTA, bzw. Lithium-Heparinat

zur Gerinnungshemmung präpariert waren, benutzt. Die Venenpunktion erfolgte mit den zum

Entnahmesystem gehörenden Kanülen.

Die sofort nach Entnahme zu bestimmenden Parameter im Vollblut, wie der Gehalt an

ionisiertem Calcium und der pH-Wert, sind ermittelt worden. Im Anschluss wurde das

Vollblut zentrifugiert, das Plasma wurde abpipettiert und bei –20°C konserviert. Zu einem

späteren Zeitpunkt wurde der Gehalt an Osteocalcin, ICTP, PICP, Gesamtcalcium und

anorganischem Phosphat bestimmt.

4.3 Kurz- und mittelfristige Effekte der hPTH-Applikation

Die Durchführung dieser Versuchsphase erstreckte sich über einen Zeitraum von 56 Tagen.

Die gesamte Versuchsdauer war in zwei Perioden à 28 Tage gegliedert, wobei in der ersten

Periode den Tieren kein hPTH (= Kontrolle) verabreicht wurde, während in der zweiten

Versuchsperiode über die gesamte Dauer (28 Tage) eine tägliche hPTH-Applikation erfolgte.

Diese Zeitabschnitte wurden jeweils wieder in zwei Phasen à 14 Tage unterteilt. Die erste

dieser Phasen bestand aus einer Adaptation der Pferde an die verwendeten Futtermittel. Die

zweite Phase, die sogenannte Bilanzphase, bestand aus der Entnahme von Blut-, Harn- und

Kotproben über zweimal fünf Tage. Zwischen diesen beiden fünftägigen

Beprobungsintervallen wurde eine viertägige Bilanzpause geschaltet.

Blutproben wurden jeweils am 1. Tag der Adaptionsphase sowie am 1. und 5. Tag jeder

Bilanzhälfte entnommen. Dies führt zu einer Gesamtzahl von fünf Proben je Tier und

Versuchsperiode (1. Tag, 15.Tag, 19.Tag, 24.Tag und 28.Tag einer Versuchsperiode).

Die Probenentnahme erfolgte jeweils um 6.00 Uhr, 14.00 Uhr, 22.00 Uhr und 6.00 Uhr des

Folgetages.


77

Eine Übersicht über den Versuchsaufbau und die Zeitpunkte der Beprobungen gibt folgende

Abbildung 5.

V e r s u c h s p e r i o d e2 8 T a g e

Bilanzphase14 Tage

Adaptationsphase14 Tage

Adaptation14 Tage

2.Bilanz-hälfte5 Tage

1.Bilanz-hälfte5 Tage

Bilanz-pause4 Tage

Proben-entnahme am 1. Tag(nur Blut)

Probenent-nahme (Blut)

am 1. und 5. Tag,Harn- und Kot-proben täglich

Probenent-nahme (Blut)

am 1. und 5. Tag,Harn- und Kot-proben täglich

Abbildung 5: Aufbau einer Versuchsperiode

Zum Auffangen der Kot- und Harnproben sind Kot- und Harnauffanggeschirre (Fa.

Stablemaid Horse Hygiene & Waste Management, Melbourne, Australien) verwendet

worden, die den Pferden während der Bilanzphasen angelegt worden sind.

Kot ist als Sammelkotprobe von fünf Tagen gesammelt worden. Somit existiert jeweils eine

Kotprobe für die 1. Bilanzhälfte sowie eine Kotprobe für die 2. Bilanzhälfte jeder

Versuchsperiode.

Kontrolle bzw. hPTH-Applikation


78

Applikation:

Die Applikation des Hormons erfolgte analog der Applikation der Verträglichkeitsstudie.

Nach vorhergehender Desinfektion der Injektionsstelle ist den Pferden während der

entsprechenden Beprobungsphase täglich morgens um 6.00 Uhr subkutan über 28 Tage

humanes Parathormon verabreicht worden. Die Applikation erfolgte alternierend in der

rechten bzw. linken Regio praesternalis. Dies geschah mittels Einmalkanülen (Neolus 0,6 x

30 mm, Nr.14, Luer; Fa. Terumo, Leuven, Belgien) in Kombination mit Einmalspritzen

(Norm-Ject 2 ml; Fa. Henke-Sass, Wolf GmbH, Tuttlingen).

Dosierung:

Den Pferden wurde hPTH (1-37) in einer Dosierung von 0,5 µg/ kg KGW verabreicht, dies

entspricht einer mittleren Dosis von 0,23 ±0,02 mg hPTH (1-37)/Pferd/Tag.

Probenentnahme:

Die Entnahme der Blutproben erfolgte durch Punktion der Vena jugularis externa dextra bzw.

sinistra. Die Blutproben wurden nach dem gleichen Prinzip wie es auch schon in der

Verträglichkeitsstudie angewandt wurde, entnommen. Es kamen die gleichen

Entnahmematerialien zum Einsatz.

Die Harnproben sind in dem Harnauffanggeschirr über je acht Stunden gesammelt worden.

Der gesammelte Harn wurde über eine Öffnung im Auffangbehälter in einen Eimer

abgelassen und anschließend mit einem Sieb von groben Verunreinigungen, wie z.B. Haare,

Hautschuppen, Smegma etc., gesäubert. Dem Harn wurden nach gründlichem Durchmischen

2 x 10 ml entnommen, die direkt bei –20°C bis zur weiteren Analyse eingefroren worden

sind. Der restliche Harn ist in mit einem Deckel verschließbaren Eimern über 24 Stunden

gesammelt worden, um die Tagesharnmenge und die entsprechende Harndichte bestimmen zu

können.

Die Sammelvorrichtung für den Kot der Tiere wurde ebenfalls alle acht Stunden entleert und

gewogen und der Kot wurde über 24 Stunden gesammelt. Die gemessenen Einzelgewichte der

Kotproben wurden am Ende des Versuchstages zu der Tageskotmenge aufaddiert. Nach 24

Stunden wurde die Sammelprobe vermischt und gleichmäßig zerkleinert. Zehn Prozent der

Tageskotmenge wurde eingefroren.


79

5 Probenaufbereitung

5.1 Blutproben

Direkt nach Entnahme wurde in dem Lithium-Heparinat-Vollblut der molare Gehalt an

Calcium (ionisiert und pH-korrigiert) und der pH-Wert gemessen.

Sämtliche gewonnenen Proben sind nach Bestimmung dieser Blutparameter zur

Plasmagewinnung bei 3000 g zehn Minuten lang zentrifugiert worden (Hermle Z200A®; Fa.

Hermle, Wehingen). Das so gewonnene Plasma ist abpipettiert und in 1 ml-Portionen in

Eppendorfgefäßen (Reagiergefäß 2 ml, PP; Art.-Nr. 72.689, Fa. Sarstedt, Nümbrecht) bei

-20°C bis zur weiteren Analyse gelagert worden.

5.2 Harnproben

Der zur Analyse der Mengenelemente vorgesehene Harn ist mit der Mikrowelle (Milestone

mls 1200 mega high performance microwave digestion unit; Fa. MLS microwave laboratory

systems, Sorisole, Italien) unter Zugabe von 65%-iger Salpetersäure (im Verhältnis 3:20) nass

verascht und mit destilliertem Wasser verdünnt worden.

5.3 Kotproben

Sammelkot von 24 Stunden wurde mit einer Bohrmaschine mit aufgesetztem Betonrührstab

homogenisiert und zehn Prozent der Tageskotmenge wurden entnommen und bei –20°C

konserviert. Vor der Durchführung der weiteren Analysen wurde der Kot in gefrorenem

Zustand zu Sammelproben, die aus den Einzelproben von je fünf Tagen bestanden, vermischt

und in einem Trockenschrank stufenweise getrocknet. Der Kot wurde zunächst für

24 Stunden bei 60 °C angetrocknet und manuell zerkleinert und gut vermengt. Anschließend

erfolgte eine zweitägige Trocknung bei 103 °C bis zur Gewichtskonstanz. Die getrockneten

Kotproben wurden schließlich mit einer Mühle fein zermahlen und in verschließbaren

Plastikbehältern bis zur weiteren Analyse bei Raumtemperatur gelagert.


80

5.4 Futtermittelproben

Repräsentative Stichproben der im Versuch verwendeten Futtermittel sind nach Trocknung

bei 103 °C bis zur Gewichtskonstanz bis zu der Bestimmung ihrer Inhaltsstoffe fein

zermahlen in verschließbaren Plastikbehältern aufbewahrt worden.


81

6 Analyse biochemischer und endokrinologischer Parameter

Aus den während des Versuches gewonnenen Proben sind die folgenden, Tabelle 12 zu

entnehmenden Parameter mit den für sie aufgeführten, entsprechend etablierten

Bestimmungsmethoden bestimmt worden. Die Futtermittel, Kot- und Harnproben sind für die

Bestimmung der Mengenelemente zunächst mit konzentrierter Salpetersäure in der

Mikrowelle nass verascht worden. Die Analyse erfolgte aus der gewonnenen

Veraschungslösung.

Tabelle 12: Untersuchungsparameter, Probenmaterial und Analyseverfahren

Versuchs-

abschnitt

Parameter Probenmaterial Bestimmungsmethode

A, B, C pH-Wert Vollblut ionensensitiv

A, B, C Calcium (ionisiert) Vollblut ionensensitiv

A, B, C Calcium (gesamt) Heparin-Plasma AAS

A, B, C anorganisches Phosphat Heparin-Plasma photometrisch

A, B, C Parathormon EDTA-Plasma RIA

A, B, C ICTP Heparin-Plasma RIA

A, B, C PICP Heparin-Plasma RIA

A, B, C Osteocalcin Heparin-Plasma ELISA

C Calcium (gesamt) Kot, Harn,

Futtermittel AAS

C Phosphor Kot, Harn,

Futtermittel photometrisch

C Creatinin Harn photometrisch

A = Versuch zur Circadianrhythmik

B = Versuch zur Verträglichkeit der hPTH-Applikation

C = Kurz- und mittelfristige Effekte der hPTH-Applikation


82

6.1 pH-Wert

Die Messung des pH-Wertes im Vollblut wurde mit einer ionenselektiven Elektrode (AVL

988-4®; Fa. AVL,Graz, Österreich) durchgeführt.

6.2 Ionisiertes Calcium

Die Konzentration an ionisiertem Calcium im Vollblut ist mittels einer ionensensitiven

Elektrolytanalyse (AVL 988-4®; Fa. AVL, Graz, Österreich) bestimmt worden.

Da eine pH-Abhängigkeit der Konzentration besteht, ist gleichzeitig mit der Analyse der pH-

Wert zur Normierung der Calciumwerte bestimmt worden. Die Konzentration des ionisierten

Calciums ist auf den pH-Wert 7,4 korrigiert und in mmol/l angegeben worden.

Zur Korrektur des ionisierten Calciumgehaltes auf den pH-Wert 7,4 fand folgende Formel

Verwendung:

Cae2+ (pH = 7,4) = Cae

2+ x 10x ∆pH

(∆pH = 7,4 – gemessener pH-Wert)

Cae2+: extrazelluläre Calciumionen

6.3 Gesamtcalcium

Der Gehalt an Gesamtcalcium wurde im Plasma sowie auch nach vorheriger Veraschung im

Kot, Harn und in den Futtermitteln mittels Atomabsorptionsspektroskopie (Unicam Solaar

969; Fa. Unicam, Offenbach) bestimmt. Die Angabe erfolgte im Blut in mmol/l, im Kot und

in den Futtermitteln in mg/kg.

Messprinzip:

Die Probenlösung wurde feinzerstäubt durch eine Azetylen-Luft-Flamme gesaugt und die

darin enthaltenen Elemente wurden in einen atomaren Zustand überführt.


83

Diese Atome absorbieren Strahlung jeweils charakteristischer Wellenlängen. Ausgeprägt ist

diese Absorption bei solchen Wellenlängen, die energetisch gleichwertig mit Übergängen aus

dem Grundzustand der Elektronen der äußeren Schale in den angeregten Zustand sind. Bei

dieser Absorption entstehen charakteristische Resonanzlinien. Im

Atomabsorptionsspektrometer vorhandene Hohlkathodenlampen enthalten das zu

analysierende Element und emittieren das für sie spezifische Linienspektrum. Nach

Absorption der Strahlung durch die Probe wird durch ein Empfängersystem mit

Sekundärvervielfacher die Extinktion gemessen. Diese ist der Konzentration des jeweiligen

Elementes in der Probe direkt proportional.

6.4 Anorganisches Phosphat/ Phosphor

Die in den gewonnenen Plasma- und Harnproben vorhandene Menge an anorganischem

Phosphat wurde mittels eines UV-Tests (NobiFlow Phosphor-UV; Fa. Nobis

Labordiagnostica GmbH, Endingen) in mg/dl gemessen und in mmol/l umgerechnet.

Messprinzip:

Dieser Test basiert auf einer Komplexbildung des Phosphats mit Ammoniummolybdat zu

einem Ammoniummolybdat-Phosphor-Komplex in schwefelsaurer Lösung. Dieser Komplex

absorbiert Strahlung im Wellenlängenbereich von UV-Licht. Die dabei zu messende

Extinktion dient über eine Standardmessung zur Berechnung der Konzentration des

Phosphats.

Die quantitative Bestimmung des Phosporgehaltes (mg/kg) in dem Kot und den Futtermitteln

erfolgte photomerisch.


84

Messprinzip:

Die Bestimmung des P-Gehaltes im Kot und in den Futtermitteln erfolgte colorimetrisch mit

einem Spektralphotometer (CADAS 100, Fa. Dr. Lange). Diese Bestimmung beruht ebenfalls

auf einer Komplexbildung aus 10 ml Reaktionsgemisch, das aus Ammoniummolybdat und

Ammoniumvanadat bestand, und bis zu 5 ml Aschelösung. Der entstandene Komplex

absorbiert Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 365 nm und die gemessene

Extinktion wird zur Berechnung der Phosphatkonzentration in den Probelösungen verwendet.

6.5 Intaktes Parathormon (PTH)

Die Konzentration an intaktem Parathormon im Plasma ist mit einem Radioimmuniassay

gemessen worden (Allégro Intakt PTH Immunoassay System, Fa. Nichols Institute, Bad

Nauheim). ESTEPA et al. (1998) und AGUILERA-TEJERO et al. (1998) überprüften und

bestätigten die Übertragbarkeit auf das Pferd.

Messprinzip:

Hierbei handelt es sich um einen zweiseitigen immun-radiometrischen Assay, der zur

Detektion der biologisch aktiven 84-Aminosäurenkette des Parathormons dient. Zum Einsatz

kommen zwei verschiedene polyklonale Ziegenantikörper, die jeweils spezifisch an

verschiedene Bereiche des intakten PTH-Moleküls binden. Der eine Antikörper, der auf

Kugeln fixiert ist, bindet am C-terminalen Ende (PTH 39-84), der andere, radioaktiv

markierte Antikörper am N-terminalen Ende (PTH 1-34) des Parathormonmoleküls. Die zu

analysierende Probe wird nun gleichzeitig mit beiden Antikörpern inkubiert, so dass bei

Vorhandensein von intaktem PTH ein „Sandwich-Komplex“ entsteht.

Kugel-Anti-PTH (39-84) – Intaktes PTH (1-84) – 125I-Anti-PTH (1-34)

Nach Ablauf der Inkubationszeit wird die Kugel gewaschen, um nicht fixierte Bestandteile

der Probenlösung zu entfernen. Im Anschluss wird die auf der festen Platte gebundene

Radioaktivität, die direkt proportional zur Konzentration an intaktem PTH ist, mit einem

Gammazähler gemessen.


85

Durchführung des Assays:

Es werden je 200 µl der Plasmaproben, testeigenen Kontrollen und Standards und 100 µl 125I-

PTH-Antikörperlösung in Polypropylenröhrchen pipettiert. Eine mit Antikörper beschichtete

Kugel wurde in jedes Röhrchen hinzugefügt und bei Raumtemperatur für 22 Stunden

inkubiert. Folgend wurden die Kügelchen durch zweimalige Zugabe von je 2 ml Waschlösung

in die Röhrchen und anschließendem Absaugen gewaschen. Es folgte eine einminütige

Zählung der Strahlung aus den Teströhrchen im Gamma-Szintillationszähler.

Auswertung des Assays:

Mit Hilfe von gebrauchsfertigen PTH-Standardlösungen wurde eine Messkurve ermittelt.

Anhand dieser Standardkurve konnten die Konzentrationen der Proben errechnet werden. Der

gemessene PTH-Gehalt wird in pg/ml angegeben. Bei den mit diesem Assay gemessenen

Werten wurde ein mittlerer Variationskoeffizient von 6,05 % ermittelt.

6.6 Carboxyterminales Telopeptid des Typ I-Kollagen (ICTP)

Zur Bestimmung des Knochenstoffwechselparameters ICTP im Plasma ist ein

Radioimmunassay (Orion Diagnostica ICTP radioimmunoassay kit, Art.-No. 68601; Fa.

Orion Diagnostica, Espoo, Finnland) verwendet worden. Aus Untersuchung von PRICE et al.

(1995a) und LEPAGE et al. (1998) geht hervor, dass dieses Verfahren beim Pferd anwendbar

ist.

Messprinzip:

Dieser Radioimmunoassay ist ein einseitiger monoklonaler kompetitiver Assay. 125I-

markiertes ICTP konkurriert mit dem ICTP der Proben um die Bindungsstellen an den ICTP-

Antikörpern. Ein zweiter, proteinfällender Antikörper dient zum Nachweis des 125I-markierten

ICTPs. Es besteht eine umgekehrte Proportionalität der gemessenen radioaktiven Strahlung

des verbliebenen Niederschlags zu der ICTP-Konzentration der Proben.


86


100 µl der Plasmaproben, testeigenen Kontrollen und Standards, 200 µl ICTP-Antiserum und

200 µl 125I-gebundenes ICTP wurden in Polypropylenröhrchen gemischt und zwei Stunden

bei 37°C inkubiert. Danach wurde ein Separationslösung zugefügt, die einen zweiten,

proteindenaturierenden Antikörper enthält, und die Röhrchen wurden nach 30minütiger

Inkubationszeit bei 2000 g zentrifugiert. Nach Abpipettieren des Überstandes wurde mittels

eines Gamma-Szintillationszählers die Radioaktivität des im Röhrchen verbliebenen

Sedimentes gemessen. Die dabei gemessene Strahlung war dabei umgekehrt proportional zu

der ICTP-Plasmakonzentration.


Es wurde mit Hilfe von sechs gebrauchsfertigen Standardlösungen eine Eichkurve erstellt, aus

der die ICTP-Gehalte der Plasmaproben extrapoliert werden konnten. Die Angabe der ICTP-

Konzentration erfolgt in µg/l. Der mittlere Variationskoeffizient der mit diesem Testverfahren

gemessenen Werte betrug 5,01 %.

6.7 Carboxyterminales Propeptid des Typ I-Prokollagens (PICP)

Der Gehalt des Aufbaumarkers PICP im Plasma wurde ebenfalls mit einem

Radioimmunoassay (Orion Diagnostica PICP Radioimmunoassay kit, Art.-Nr.68569; Fa.

Orion Diagnostica, Espoo, Finnland) bestimmt. Eine Überprüfung der Spezifität und

Sensitivität dieses Testverfahrens beim Pferd führten PRICE et al. (1995a) in ihrer Studie

durch.

Messprinzip, Durchführung und Auswertung des Assays:

Der hier verwendete Test beruht auf dem gleichen Prinzip wie der bereits bei der Bestimmung

des Carboxyterminalen Telopeptid des Typ I-Kollagen beschriebene Test. Die Angabe der

Konzentration an PICP im Plasma erfolgt in µg/l. Der Variationskoeffizient der gemessenen

PICP-Konzentrationen besitzt einen mittleren Wert von 6,06 %.


87

6.8 Osteocalcin (OC)

Für die Messung des Knochenmarkers OC in den Heparin-Plasmaproben ist ein Enzyme-

Linked-Immun-Sorbent-Assay (ELISA) (METRA™ Osteocalcin EIA kit; Fa. Quidel

Corporation, San Diego, USA) durchgeführt worden.

Messprinzip:

Dieser ELISA beruht auf dem Prinzip der Antigen-Antikörper-Bindung. Es handelt sich in

diesem Falle um einen kompetitiven Immunoassay. Verwendet werden hierbei monoklonale

Mäuse-Anti-Osteocalcin-Antikörper sowie Ziegen-Anti-Mäuse-IgG-Antikörper, an denen

alkalische Phosphatase gebunden ist.

In den Vertiefungen der Testplatten ist gereinigtes humanes Osteocalcin gebunden. Die zu

bestimmenden Proben bzw. die Kontroll- oder Standardlösungen werden zusammen mit den

Mäuse-Anti-Osteocalcin-Antikörpern in die Kavitäten der Testplatten pipettiert und inkubiert.

So kann in den Proben vorhandenes Osteocalcin mit dem an der Testplatte gebundenem

Osteocalcin um die Bindungsstellen an den Antikörpern konkurrieren. Nach Auswaschen der

Testplatten mit einer Waschlösung werden die an alkalischer Phosphatase gebundenen

Ziegen-Anti-Mäuse-IgG-Antikörper zugegeben und binden sich während der Inkubationszeit

an vorhandene Mäuseantikörper. Danach werden die Testplatten erneut gewaschen und

p-Nitrophenylphosphat-Lösung in die Vertiefungen gegeben und inkubiert. Nach Ablauf

dieser Inkubationszeit wird mittels Zugabe einer Lösung die Reaktion gestoppt und die

Platten werden bezüglich ihrer optischen Dichte bei 405 nm ausgelesen. Diese ist indirekt

proportional zur Osteocalcin-Konzentration in der Probe, da in der Probe vorhandenes

Osteocalcin die Mäuse-Anti-Osteocalcin-Antikörper bindet und so eine Abschwächung der

enzymatischen Reaktion der alkalischen Phosphatase mit dem p-Nitrophenylphosphat

bewirkt. Damit ist die optische Dichte bei der Auswertung geringer je mehr Osteocalcin in der

zu messenden Probe vorhanden ist. HOYT und SICILICANO (1999) bestätigten in ihrer

Untersuchung eine Anwendbarkeit dieses Testverfahrens beim Pferd.


88


In die Kavitäten der Testplatten wurden zunächst 25 µl Proben- bzw. Standard- oder

Kontrolllösung sowie je 125 µl Anti-Osteocalcin-Antikörperlösung pipettiert. Es folgte eine

zweistündige Inkubationszeit bei Raumtemperatur. Die Platten wurden dreimal mit

Waschlösung ausgewaschen. Im Anschluss daran ist in jede Vertiefung 150 µl der

enzymhaltigen Ziegen-Anti-Mäuse-IgG-Antikörper-Lösung gegeben und eine Stunde bei

Raumtemperatur inkubiert worden. Die Platten wurden anschließend erneut dreimal

gewaschen und 150 µl der p-Nitrophenylphosphat-Lösung wurde in jede Öffnung pipettiert.

Nach 35 bis 40 Minuten Inkubationszeit ist je 50 µl der reaktionshemmenden Lösung

beigegeben worden und die optische Dichte der einzelnen Testfelder ist bei einer Wellenlänge

von 405 nm gemessen worden.


Anhand der mit dem Testkit mitgelieferten Standardlösungen wurde eine Standard-Messkurve

erstellt. Mittels dieser Messkurve konnten die Osteocalcin-Konzentrationen der Plasmaproben

errechnet werden. Der Gehalt an Osteocalcin im Plasma wird in ng/ml angegeben. Es konnte

bei der Anwendung dieses Assays ein mittlerer Variationskoeffizient von 5,20 % errechnet

werden.


89

7 Statistische Auswertung

Die Auswertung der gewonnenen Werte erfolgte mit Hilfe des Statistikprogrammes

STATISTICA® (Version 5) und Excel (Microsoft Office 2000).

Es wurden folgende statistische Methoden angewendet:

- Mittelwertbestimmung (Mw) bei der Zusammenfassung mehrerer Einzelwerte

- Berechnung der Standardabweichung (SD) als Maß der Streuung

- Überprüfung der Werte auf Normalverteilung mittels des Kolmogorov-Smirnov-

Testes

- Ein- (Circadianrhythmik, Verträglichkeitsstudie) bzw. zweifaktorielle (Kurz- und

mittelfristige Effekte der hPTH-Applikation) Varianzanalyse mit Messwiederholung

für den Vergleich der Varianz der Mittelwerte

- bei signifikanten Effekten: als post-hoc-Test der Least Significant Difference-Test

(LSD-Test)

Die Darstellung von Mittelwert und Standardabweichung erfolgt im Text und den Tabellen

folgendermaßen: Mw ± SD


90

8 Darstellung der Ergebnisse

Die gemessenen Gehalte an Osteocalcin, ICTP, PICP, PTH, Gesamtcalcium, ionisiertem

Calcium, anorganischem Phosphat und der pH-Wert werden graphisch über jeweils alle

Messzeitpunkte der drei Versuchsphasen dargestellt.

Die ermittelten Konzentrationen der verschiedenen Parameter im Verlauf der Untersuchung

der Circadianrhythmik werden einzeln dargestellt.

In den Abbildungen werden die jeweiligen mittleren Werte der Konzentrationen zu den

verschiedenen Zeitpunkten angegeben. Die Tabellen enthalten die Mittelwerte

±Standardabweichung der einzelnen Parameter zu den verschiedenen Zeitpunkten.

In den Anhangstabellen (Kapitel IX) werden die Messergebnisse der Einzelpferde sowie die

Mittelwerte ±Standardabweichung zu allen Messzeitpunkten in den gesamten Versuchsphasen

aufgeführt.

Zeitgleich zu der Durchführung des dritten Versuchsteils sind die Pferde in einer Studie zur

Akzeptanz und Verdaulichkeit von Trockenschnitzeln unterschiedlicher Konfektionierung

(BARSNICK 2003) eingesetzt worden.

IV Ergebnisse

91

IV Ergebnisse

1 Circadiane Rhythmik und postprandiale Effekte

1.1 Intaktes Parathormon

Die mittlere Plasma-Konzentration an PTH bewegte sich während der 24-stündigen

Beprobungsdauer in einem Bereich von 11,4 ±8,37 bis 55,4 ±32,54 pg/ml. Der Gehalt an

intaktem Parathormon der einzelnen Pferde variierte stark. Die niedrigste Konzentration

wurde mit 4,27 pg/ml bei Pferd VI zwei Stunden nach der morgendlichen Fütterung

gemessen, während die Maximalkonzentration von 98,4 pg/ml bei Pferd IV unmittelbar vor

der morgendlichen Fütterung gemessen wurde. Die Konzentrationsänderungen der PTH-

Konzentration lassen keine circadiane Rhythmik oder fütterungsbedingte Abhängigkeit

erkennen (s. Abbildung 6, Einzelwerte siehe Anhang Tabelle I a).

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0 4 8 12 16 20 24Zeit (h)

Inta

ktes

Par

atho

rmon

(pg/

ml)n

n

Pferd IPferd IIIPferd IVPferd VI

Fütterung Fütterung

Abbildung 6: Verlauf der Konzentrationen an intaktem PTH im Plasma (pg/ml)

innerhalb von 24 Stunden

IV Ergebnisse

92

1.2 Osteocalcin

Die Osteocalcin-Konzentration im Plasma umfasste während des Beprobungszeitraumes

einen Bereich von 25,8 ±8,18 bis 32,8 ±8,18 ng/ml. Die Pferde zeigten große individuelle

Unterschiede mit einem Minimalwert von 14 ng/ml (Pferd IV) und einem Maximalwert von

41 ng/ml (Pferd I). Während der gesamten Versuchsdauer konnte bei Pferd IV eine geringere

Osteocalcin-Konzentration als bei den restlichen drei Pferden gemessen werden. Eine

gerichtete circadiane Rhythmik oder postprandiale Kinetik lässt sich statistisch nicht

absichern (s. Abbildung 7, Einzelwerte siehe Anhang Tabelle I b).

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 4 8 12 16 20 24Zeit (h)

Ost

eoca

lcin

(ng/

ml)



Abbildung 7: Verlauf der Konzentrationen an Osteocalcin im Plasma (ng/ml) innerhalb

von 24 Stunden

IV Ergebnisse

93

1.3 Carboxyterminales Propeptid des Typ I-Prokollagen (PICP)

Der PICP-Gehalt im Plasma befand sich während der Beprobungsdauer in einem Bereich von

331 ±115 bis 396 ±133 µg/l. Die PICP-Konzentration der einzelnen Pferde zeigte einen

annähernd konstanten Verlauf, jedoch variierten die gemessenen PICP-Plasmagehalte der

Pferde deutlich in ihrem Niveau. Es wurde eine Minimalkonzentration von 232 µg/l (Pferd

VI) und eine Maximalkonzentration von 610 µg/l (Pferd I) gemessen. Pferd I zeigte während

der Versuchsdauer kontinuierlich ein höheres PICP-Niveau als die verbleibenden Probanden.

Fütterungsbedingte Effekte oder ein diurnaler Verlauf sind nicht mit p<0,05 abzusichern (s.

Abbildung 8, Einzelwerte siehe Anhang Tabelle Ic).

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

0 4 8 12 16 20 24Zeit (h)

PIC

P (µ

g/l) Pferd I

Pferd IIIPferd IVPferd VI

Abbildung 8: Verlauf der Konzentrationen an PICP im Plasma (µg/l) innerhalb von 24

Stunden


IV Ergebnisse

94

1.4 Carboxyterminales Telopeptid des Typ I-Kollagen (ICTP)

Während des Untersuchungszeitraumes bewegte sich die mittlere ICTP-Plasmakonzentration

in einem Bereich von 8,23 ±1,75 bis 9,92 ±1,80 µg/l. Die niedrigste ICTP-Konzentration

wurde mit 6,60 µg/l neun Stunden nach Fütterung bei Pferd IV gemessen, während Pferd VI

mit 12,14 µg/l 16 Stunden nach Fütterung die höchste Plasmakonzentration aufwies. Die

individuellen Unterschiede der einzelnen Tiere waren geringer als bei den Parametern

Osteocalcin, intaktes PTH und PICP, eine circadiane Rhythmik oder postprandiale Effekte

sind auch hier nicht feststellbar (p>0,05) (s. Abbildung 9, Werte siehe Anhang Tabelle I d).

0

2

4

6

8

10

12

14

0 4 8 12 16 20 24Zeit (h)

ICT

P (µ

g/l) Pferd I

Pferd IIIPferd IVPferd VI


Abbildung 9: Verlauf der Konzentrationen an ICTP im Plasma (µg/l) innerhalb von

24 Stunden

IV Ergebnisse

95

1.5 Gesamtcalcium

Die mittlere Gesamtcalcium-Konzentration im Plasma zeigte während der Versuchsdauer

Werte zwischen 2,88 ±0,24 und 3,46 ±0,33 mmol/l. Ein zeitlicher Verlauf konnte statistisch

nicht mit p<0,05 abgesichert werden. Postprandiale Effekte wurden nicht beobachtet (p>0,05)

(s. Abbildung 10, Werte siehe Anhang Tabelle I e).

2,00

2,20

2,40

2,60

2,80

3,00

3,20

3,40

3,60

3,80

4,00

0 4 8 12 16 20 24Zeit (h)

Ges

amtc

alci

um (m

mol

/l)



Abbildung 10: Verlauf der Konzentrationen an Gesamtcalcium im Plasma (mmol/l)

innerhalb von 24 Stunden

IV Ergebnisse

96

1.6 Ionisiertes Calcium (pH 7,4-korrigiert)

Während der ersten vier Stunden des Untersuchungszeitraums ist ein Anstieg des Gehaltes an

ionisiertem Calcium (pH-korrigiert) von 1,70 ±0,08 mmol/l (unmittelbar vor der Fütterung)

auf 1,80 ±0,04 mmol/l (vier Stunden nach der Fütterung) im Vollblut zu beobachten (p<0,05).

Im Zeitraum bis zur folgenden Fütterung bewegt sich der Gehalt an ionisiertem Calcium

konstant in einem Bereich von 1,76 bis 1,79 mmol/l. Eine Stunde nach der zweiten Fütterung

wurde ein Tief von 1,70 ±0,07 mmol/l erreicht, wobei der Wert zwei Stunden nach Fütterung

auf 1,76 ±0,07 mmol/l und vier Stunden nach Fütterung bis auf 1,81 ±0,06 mmol/l signifikant

anstieg. In den letzten Stunden der Beprobungsdauer fiel die mittlere Konzentration an

ionisiertem Calcium im Blut stetig auf einen Wert von 1,75 ±0,05 mmol/l ab (s. Abbildung

11, Werte siehe Anhang Tabelle I f).

1,55

1,60

1,65

1,70

1,75

1,80

1,85

1,90

1,95

0 4 8 12 16 20 24

Zeit (h)

Ioni

sier

tes C

alci

um (m

mol

/l)


Fütterungh Fütterungh

Abbildung 11: Verlauf der Konzentrationen an ionisiertem Calcium im Vollblut

(mmol/l) innerhalb von 24 Stunden

IV Ergebnisse

97

1.7 Anorganisches Phosphat

Die mittlere Plasma-Konzentration an anorganischem Phosphat verlief während des

Untersuchungszeitraumes konstant (0,77 ±0,09 mmol/l bis 1,19 ±0,28 mmol/l). Signifikante

Veränderungen im zeitlichen Verlauf der Konzentration konnten nicht festgestellt werden.

Statistisch mit p<0,05 abzusichernde postprandiale Effekte oder eine circadiane Rhythmik

sind nicht zu ermitteln (p>0,05) (s. Abbildung 12, Werte siehe Anhang Tabelle I g).

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

0 4 8 12 16 20 24

Zeit (h)

Ano

rgan

sich

es P

hosp

hat (

mm

ol/l)



Abbildung 12: Verlauf der Konzentrationen an anorganischem Phosphat im Plasma

(mmol/l) innerhalb von 24 Stunden

IV Ergebnisse

98

2 Untersuchung zur Verträglichkeit von hPTH (1-37)

Ziel dieser Untersuchung war es, die allgemeine und lokale Verträglichkeit der hPTH-

Applikation beim Pferd zu überprüfen sowie kurzfristige Effekte der hPTH (1-37)-Gabe auf

den Knochenstoffwechsel aufzudecken.

2.1 Verträglichkeit von hPTH (1-37) in Bezug auf Veränderungen im

Allgemeinbefinden und lokale Reaktion auf die Injektion

Während des gesamten Applikationszeitraums von vier Tagen zeigten die Pferde keine

Veränderungen in ihrem allgemeinen Befinden. Der Bereich der Injektionsstelle wies keine

auffälligen Reaktionen auf die Injektion auf. Weder Haut noch das darunterliegende Gewebe

wichen in Form, Temperatur, Konsistenz und Sensibilität von der physiologischen Norm ab.


Am ersten Tag konnte nach Applikation keine Veränderung der PTH-Konzentration

beobachtet werden (p>0,05). Der am zweiten Tag vor der Injektion von hPTH (1-37)

gemessene Gehalt an intaktem PTH im Plasma (41,79 ±18,91 pg/ml) wies im Vergleich zu

der am gleichen Tag abends gemessenen PTH-Konzentration von 12,79 ±9,56 pg/ml und den

am Vortag gemessenen Werten einen signifikanten Anstieg auf. Die PTH-Konzentrationen

des dritten und vierten Applikationstages befanden sich auf einem ähnlichen Niveau wie die

PTH-Werte des ersten Beprobungtages (Zeit n.s.) (s. Abbildung 13, Einzelwerte s. Anhang

Tabelle II a).

IV Ergebnisse

99

0

10

20

30

40

50

60

70

1.Tag 2.Tag 3.Tag 4.TagApplikationstag

Inta

ktes

Par

atho

rmon

(pg/

ml)

8.00 Uhr20.00 Uhr

a

a

a

a

a

aa

b

Abbildung 13: Veränderungen der Konzentration an intaktem PTH im Plasma (pg/ml,

n=4, Mw ±SD) im Verlauf des Applikationszeitraumes von hPTH

↑ gibt den Zeitpunkt der Applikation von hPTH (1-37) an

unterschiedliche Kleinbuchstaben kennzeichnen signifikante Effekte

IV Ergebnisse

100

2.3 Osteocalcin

Am ersten Applikationstag konnte zur morgendlichen Messung eine Osteocalcin-

Konzentration von 27,3 ±16,1 ng/ml gemessen werden. In den Folgetagen konnte keine

signifikante Änderung des Osteocalcingehaltes im Plasma festgestellt werden (Abbildung 14,

Einzelwerte s. Anhang Tabelle II b).

0

10

20

30

40

50

60

70

1.Tag 2.Tag 3.Tag 4.Tag

Applikationstag

Ost

eoca

lcin

(ng/

ml)

8.00 Uhr20.00 Uhr

a

aa

a

a

aaa

Abbildung 14: Veränderungen der Konzentration an Osteocalcin im Plasma (ng/ml,

n=4, Mw ±SD) im Verlauf des Applikationszeitraumes von hPTH



IV Ergebnisse

101

2.4 Carboxyterminales Propeptid des Typ-I-Kollagens (PICP)

Die mittlere Plasma-Konzentration an PICP in Höhe von 268 ±145 µg/l am Morgen des ersten

Applikationstages (8.00 Uhr) war im Vergleich zu der am gleichen Tag abends (20.00 Uhr)

gemessenen Konzentration von 237,79 ±136,10 µg/l nur marginal höher (p>0,05). Im Verlauf

des zweiten und dritten Versuchstages fiel die morgens gemessene mittlere PICP-

Konzentration signifikant ab (1. Tag: 8.00 Uhr 273 ±164 µg/l, 20.00 Uhr 191 ±60,5 µg/l, 2.

Tag: 8.00 Uhr 249 ±115 µg/l, 20.00 Uhr 215 ±103 µg/l). Am vierten Beprobungstag konnten

keine Veränderungen der PICP-Konzentration beobachtet werden (s. Abbildung 15,

Einzelwerte s. Anhang Tabelle II c).

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500


PIC

P (µ

g/l)

8.00 Uhr20.00 Uhra

bab a

aa

a

a

Abbildung 15: Veränderungen der Konzentration an PICP im Plasma (µg/l, n=3, Mw

±SD) im Verlauf des Applikationszeitraumes von hPTH



IV Ergebnisse

102

2.5 Carboxyterminales Telopeptid des Typ-I-Kollagen (ICTP)

Während der vier Applikationstage bewegte sich die ICTP-Konzentration von 8,05 ±4,40 (1.

Tag 8.00 Uhr) bis 7,80 ±3,66 µg/l (4. Tag 20.00 Uhr). Am dritten Tag der Applikation wurde

mit 7,60 ±3,69 µg/l (20.00 Uhr) ein signifikant geringerer ICTP-Gehalt im Plasma gemessen

(s. Abbildung 16, Einzelwerte s. Anhang Tabelle II d).

0

2

4

6

8

10

12

14


ICT

P (µ

g/l)

8.00 Uhr20.00 Uhra

ab

aaa

b

a

ab

Abbildung 16: Veränderungen der Konzentration an ICTP im Plasma (µg/l, n=4, Mw

±SD) im Verlauf des Applikationszeitraumes von hPTH



IV Ergebnisse

103

2.6 Gesamtcalcium

Der mittlere Gesamtcalcium-Gehalt im Plasma wies während des gesamten

Versuchsabschnittes keine signifikanten Unterschiede auf. Die mittleren Plasma-

Konzentrationen an Gesamtcalcium verhalten sich während der vier Versuchstage

unregelmäßig schwankend und befinden sich in einem Bereich von 3,20 ±0,16 bis 3,44 ±0,38

mmol/l (s. Abbildung 17, Einzelwerte s. Anhang Tabelle II e).

2.80

2.90

3.00

3.10

3.20

3.30

3.40

3.50

3.60

3.70

3.80

3.90


Applikationstag

Ges

amtc

alci

um (m

mol

/l)

8.00 Uhr20.00 Uhr

a a

aaa

a

a

a

Abbildung 17: Veränderungen der Konzentration an Gesamtcalcium im Plasma

(mmol/l, n=4, Mw ±SD) im Verlauf des Applikationszeitraumes von

hPTH



IV Ergebnisse

104


Im Verlauf des ersten Versuchstages zeigte die Konzentration an ionisiertem Calcium im

Vollblut mit Werten von 1,75 ±0,06 mmol/l (8.00 Uhr) und 1,75 ±0,04 mmol/l (20.00 Uhr)

ein konstantes Niveau. Zu Beginn des zweiten Versuchstages konnte ein Ruhewert der

Calciumionenkonzentration von 1,70± 0,02 mmol/l analysiert werden. Im Laufe des Tages

stieg der Calciumgehalt wieder auf einen Wert von 1,77 ±0,07 mmol/l an (p<0,05). Am

dritten Applikationstag erhöhte sich die mittlere Konzentration von 1,74 ±0,03 mmol/l auf

1,78 ±0,06 mmol/l, wobei diese Veränderung statistisch nicht signifikant war. Bei der

morgendlichen Messung (8.00 Uhr) des vierten Applikationstages konnte ein signifikanter

Abfall der mittleren Calciumionenkonzentration auf 1,66 ±0,05 mmol/l beobachtet werden.

Innerhalb der folgenden zwölf Stunden erfolgte ein Anstieg auf 1,75 ±0,03 mmol/l

(s. Abbildung 18, Einzelwerte s. Anhang Tabelle II f).

1.55

1.6

1.65

1.7

1.75

1.8

1.85

1.9


Applikationstag

Ioni

sier

tes C

alci

um (m

mol

/l)xx

y

8.00 Uhr20.00 Uhr

aa

aa

a

b

ab

b

Abbildung 18: Veränderungen der Konzentration an ionisiertem Calcium im Vollblut

(mmol/l, n=4, Mw ±SD) im Verlauf des Applikationszeitraumes von hPTH



IV Ergebnisse

105


Während der viertägigen Applikations- und Beprobungsdauer befand sich die mittlere

Konzentration an anorganischem Phosphat im Plasma in einem Bereich von 0,87 ±0,10 und

1,10 ±0,16 mmol/l. Der Verlauf der Konzentration über diesen Zeitraum zeigte keine

signifikante Charakteristik (s. Abbildung 19, Einzelwerte s. Anhang Tabelle II g).

0

2

4

6

8

10

12

14


Applikationstag

Ano

rgan

isch

es P

hosp

aht (

mm

ol/l)

ha

l

8.00 Uhr20.00 Uhr

a

aa

a

aa

aa

Abbildung 19: Veränderungen der Konzentration an anorganischem Phosphat im

Plasma (mmol/l, n=4, Mw ±SD) im Verlauf des Applikationszeitraumes

von hPTH



IV Ergebnisse

106

3 Kurz- und Mittelfristige Effekte der hPTH-Applikation


1. Tag der hPTH-Applikation bzw. Kontrolle Am ersten Tag der hPTH-Gabe konnte unmittelbar vor der Applikation eine PTH-

Konzentration im Plasma von 18,5 ±9,9 pg/ml bestimmt werden (s. Abb. 20 und Tab. 13), die PTH-Konzentration unter Kontrollbedingungen betrug zu diesem Zeitpunkt

21,6 ±8,1 pg/ml. Statistisch ergaben sich zu diesem Zeitpunkt keine signifikanten Unterschiede zwischen Kontrolle bzw. Hormongabe. Ein tendenzieller Abfall der PTH-Konzentration konnte acht Stunden nach der ersten Beprobung unter Kontrollbedingungen festgestellt werden (p>0,05), ein ähnlicher Verlauf zeichnet sich auch acht Stunden nach erstmaliger hPTH-Gabe ab, dieser Abfall war jedoch mit p<0,05 statistisch abzusichern. Anschließend stieg bei beiden Gruppen die PTH-Konzentration im Plasma wieder an (hPTH-Applikation: p<0,05, Kontrolle: n.s.), wobei nach 24 h wieder

Ausgangskonzentrationen von 21,4 ±23,3 pg/ml (Kontrolle) und 20,8 ±5,1 pg/ml (hPTH-Applikation) gemessen wurden. Behandlungsbedingte Unterschiede konnten nicht ermittelt werden. 14. Tag der hPTH-Applikation bzw. Kontrolle Nach 14-tägiger Beprobungsdauer bzw. 14 Tagen kontinuierlicher täglicher Hormongabe

konnten im Vergleich zur Kontrolle (10,1 ±4,8 pg/ml) höhere PTH-Konzentrationen im

Plasma mit 18,3 ±8,5 pg/ml unmittelbar vor der hPTH-Gabe (24 h post inj.) festgestellt werden (Behandlung n.s.). Unter Kontrollbedingungen verlief die PTH-Konzentration über den Tag nahezu konstant (Zeit n.s.), wohingegen ein Anstieg der PTH-Werte 16 h post inj. gemessen wurde (p=0,074, Behandlung p<0,05). Nach 24 h erfolgte in dieser Gruppe ein signifikanter Abfall der PTH-Konzentration im Plasma (p<0,05), so dass annähernd wieder Ausgangskonzentrationen beobachtet werden konnten. Behandlungsbedingte Unterschiede wurden zu diesem Zeitpunkt nicht mehr analysiert. 18., 24. und 28. Tag der hPTH-Applikation bzw. Kontrolle An diesen Versuchstagen konnte kein einheitlicher Verlauf der PTH-Konzentration im Plasma festgestellt werden. Behandlungsbedingte Unterschiede ließen sich statistisch nicht mit p<0,05 absichern (s. Abbildung 20 und Tabelle 13).

IV Ergebnisse

107

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24

1.Tag 14.Tag 18.Tag 24.Tag 28.TagZeitpunkt nach Applikation (h)

Inta

ktes

Par

atho

rmon

(pg/

ml)

Kontrolle PTH-Applikation

Abbildung 20: Verlauf des mittleren Gehaltes an intaktem Parathormon (pg/ml, n=5)

im Plasma zu den verschiedenen Probenentnahmezeitpunkten


Tabelle 13: Mittlere Plasmakonzentrationen an intaktem Parathormon (pg/ml, n=5,

Mw ±SD) zu den verschiedenen Probenentnahmezeitpunkten

PTH im Plasma (pg/ml), h post inj. bzw. Kontrolle Versuchstag Behandlung

0 8 16 24

Kontrolle 21,6 ± 8,1a 12,6 ± 4,2a 14,1 ± 8,6a 21,4 ± 23,3a 1.Tag

PTH 18,5 ± 9,9a 5,1 ± 4,2b 17,3 ± 9,2a 20,8 ± 5,1a

Kontrolle 10,1 ± 4,8a 11,2 ± 5,8a 13,9 ± 9,5a* 12,5 ± 3,6a 14.Tag

PTH 18,3 ± 8,5ab 21,8 ± 18,0ab 30,1 ± 21,6b* 14,7 ± 6,2a


PTH 27,5 ± 16,3a 16,2 ± 7,1ab 24,1 ± 7,5a 11,8 ± 2,4b


PTH 37,5 ± 22,6a 14,1 ± 10,0a 26,5 ± 26,5a 16,7 ± 10,0a


PTH 17,8 ± 9,1ab 7,9 ± 11,0a 14,4 ± 9,7ab 25,9 ± 20,6b

Unterschiedliche Kleinbuchstaben innerhalb einer Zeile kennzeichnen signifikante Effekte

innerhalb eines Behandlungstages, * kennzeichnet signifikante Effekte zwischen den

Behandlungen (Kontrolle vs. PTH-Applikation) im Verlauf eines Behandlungstages

IV Ergebnisse

108

3.2 Osteocalcin

1. und 14. Tag der PTH-Applikation bzw. Kontrolle

In beiden Gruppen war während der Versuchstage die Osteocalcin-Konzentration

annähernd konstant (Zeit n.s.), wobei die Osteocalcin-Konzentration unter Gabe des

Hormons tendenziell auf einem höheren Niveau war. Am ersten Beprobungstag konnte

unmittelbar vor der Applikation von hPTH (1-37) wie auch 24 h post inj. ein signifikant

höherer Osteocalcin-Gehalt gemessen werden als zum gleichen Zeitpunkt der Kontrolle.

Dies ließ sich aber statistisch nicht mit p<0,05 absichern.

18. Tag der PTH-Applikation bzw. Kontrolle

Im Gegensatz zu den ersten beiden Beprobungstagen konnte an diesem Tag bei der

Kontrollgruppe ein signifikanter Anstieg der Osteocalcin-Konzentration 16 Stunden nach

Beprobungsbeginn (p<0,05) ermittelt werden. Unter PTH-Gabe konnte ebenfalls 16 h

nach Injektion ein signifikanter Anstieg des Osteocalcin-Gehaltes im Plasma von 26,8

±11,0 auf 36,0 ±12,2 ng/ml beobachtet werden (p<0,05). In den folgenden acht Stunden

fand keine Konzentrationsänderung statt. Behandlungbedingte Unterschiede zwischen der

Kontrollphase und der PTH-Behandlung konnten am 18. Applikationstag nicht

nachgewiesen werden (p>0,05, s. Abbildung 21 und Tabelle 14).

24. und 28. Tag der PTH-Applikation bzw. Kontrolle

Wie schon an den ersten beiden Beprobungstagen der Kontroll- bzw. Applikationsphase

zeigte die Osteocalcin-Konzentration im Plasma auch während dieser Versuchstage in

beiden Gruppen keine statistisch mit p<0,05 abzusichernden, zeitlichen Veränderungen.

Signifikant höhere Osteocalcin-Konzentrationen konnten an beiden Tagen unmittelbar vor

der erneuten Hormongabe (24 h post inj.) im Vergleich zur Kontrollgruppe gemessen

werden. Behandlungsbedingte Unterschiede ließen sich zu den restlichen Zeitpunkten

dieser Tage nicht analysieren.

IV Ergebnisse

109

15

20

25

30

35

400 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24

1.Tag 14.Tag 18.Tag 24.Tag 28.TagEntnahmezeitpunkt

Ost

eoca

lcin

(ng/

ml)


Abbildung 21: Verlauf des mittleren Gehaltes an Osteocalcin (ng/ml, n=5 bzw. am 14.

und 18. Tag zum Zeitpunkt 16 h nach Applikation/ Kontrollbeginn n=3)

im Plasma zu den verschiedenen Probenentnahmezeitpunkten


IV Ergebnisse

110

Tabelle 14: Mittlere Plasmakonzentrationen an Osteocalcin (ng/ml, n=5, Mw ±SD)

zu den verschiedenen Probenentnahmezeitpunkten

Osteocalcin im Plasma (ng/ml), h post inj. bzw. Kontrolle Versuchstag Behandlung

0 8 16 24

Kontrolle 19,8 ± 3,8a* 21,6 ± 7,2a 23,4 ± 8,6a 21,0 ± 4,9a* 1.Tag

PTH 28,4 ± 14,0a* 23,8 ± 7,3a 24,0 ± 9,2a 26,8 ± 11,7a*


PTH 37,2 ± 8,0a 26,4 ± 7,3b 33,7 ± 9,2ab 29,8 ± 14,0ab

Kontrolle 30,2 ± 15,4ab 28,6 ± 11,3a 37,3 ± 12,7b 27,8 ± 13,2a 18.Tag

PTH 33,0 ± 15,4ab 26,8 ± 11,0a 36,0 ± 12,2b 30,4 ± 12,4ab

Kontrolle 29,0 ± 15,1a 26,8 ± 12,4a 28,6 ± 13,4a 26,2 ± 14,4a* 24.Tag

PTH 33,2 ± 14,1a 28,2 ± 5,3a 27,2 ± 12,6b 33,8 ± 15,2a*

Kontrolle 28,0 ± 18,1a 30,0 ± 13,6a 29,2 ± 11,1a 27,0 ± 13,7a* 28.Tag

PTH 33,6 ± 16,6a 28,8 ± 28,8a 28,2 ± 28,2a 34,2 ± 34,2a*

Unterschiedliche Kleinbuchstaben innerhalb einer Zeile kennzeichnen signifikante Effekte innerhalb eines Behandlungstages, * kennzeichnet signifikante Effekte zwischen den Behandlungen (Kontrolle vs. PTH-Applikation) im Verlauf eines Behandlungstages

3.3 Carboxyterminales Propeptid des Typ-I-Kollagens (PICP) 1. Tag der hPTH-Applikation bzw. Kontrolle Zum Zeitpunkt 0 h des ersten Kontrolltages wurde eine PICP-Konzentration im Plasma

von 265 ±56 µg/l gemessen. Unmittelbar vor der erstmaligen Applikation konnte ein

PICP-Gehalt von 301 ±131 µg/l im Plasma ermittelt werden, der im Vergleich zum gleichen Zeitpunkt der Kontrollphase signifikant erhöht war (p<0,05). Verglichen mit dem

analogen Zeitpunkt der Kontrollgruppe (292 ±70 µg/l) war die PICP-Konzentration 16

Stunden nach PTH-Applikation (237 ±134 µg/l) war signifikant niedriger. In der Kontrollgruppe ist zwischen 16 und 24 Stunden nach der initialen Probenentnahme ein

Anstieg der PICP-Konzentration von 292 ±70 auf 338 ±69 µg/l gemessen worden. Unter hPTH-Applikation konnte zwischen acht und 16 Stunden nach Applikation ein

signifikanter Abfall der PICP-Plasmakonzentration von 275 ±133 µg/l auf 237 ±134 µg/l beobachtet werden, wobei 24 Stunden nach Applikation mit einem PICP-Gehalt von 309

±142 µg/l die Ausgangskonzentration wieder erreicht wurde.

IV Ergebnisse

111

14. Tag der hPTH-Applikation bzw. Kontrolle

Im Gegensatz zum ersten Kontroll- bzw. Applikationstag wurden am 14. Tag der

Applikations- und Kontrollphase keine statistisch mit p<0,05 abzusichernden

behandlungsbedingten Unterschiede zwischen den einzelnen Gruppen analysiert.

Signifikante Veränderungen innerhalb der einzelnen Gruppen zwischen den einzelnen

Entnahmezeitpunkten waren nicht vorhanden.


Vor der ersten Beprobung und 16 Stunden nach Applikation von hPTH (1-37) waren die

PICP-Werte im Plasma im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant erhöht (s. Abb. 22

und Tab. 15). Acht Stunden nach der hPTH-Injektion konnte ein im Vergleich zur

Kontrollgruppe niedrigerer Wert (Kontrolle 335 ±128 µg/l, Applikation 289 ±64 µg/l)

gemessen werden (p<0,05). Behandlungsbedingte Unterschiede konnten zwischen den

Gruppen 24 Stunden nach Behandlung nicht festgestellt werden.


In der Kontrollgruppe konnten während des gesamten Versuchstages keine signifikanten

Veränderungen der PICP-Konzentration analysiert werden. Eine im Vergleich zur

Kontrolle (330 ±111 µg/l) signifikant erhöhte PICP-Konzentration im Plasma konnte mit

409 ±108 µg/l unmittelbar vor der Applikation von hPTH (1-37) am 24. Versuchstag

ermittelt werden. Weitere behandlungsbedingten Unterschiede ließen sich an diesem

Versuchstag statistisch nicht mit p<0,05 absichern. Acht Stunden nach Applikation ist der

PICP-Gehalt im Plasma auf 335 ±76 µg/l abgefallen und blieb über den Tag annähernd

konstant (Zeit n.s.).


Im Plasma konnten zwischen der Kontroll- und der Applikationsgruppe am 28. Tag

höhere PICP-Konzentrationen der Applikationsgruppe (p<0,05) unmittelbar vor der

erneuten Applikation, sowie 16 und 24 Stunden danach festgestellt werden (s. Abbildung

22 und Tabelle 15), wohingegen acht Stunden nach Applikation ein behandlungsbedingter

IV Ergebnisse

112

Unterschied zwischen den Gruppen statistisch nicht abzusichern war. Unter

Kontrollbedingungen verlief die PICP-Konzentration relativ konstant (Zeit n.s.), während

ein signifikanter Abfall der Konzentration acht Stunden post injectionem beobachtet

werden konnte. Im Verlauf des restlichen Tages blieb die PICP-Konzentration auf einem

gleichbleibenden Niveau (Zeit n.s.).

150

200

250

300

350

400

450

0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 241.Tag 14.Tag 18.Tag 24.Tag 28.Tag

Zeitpunkt nach Applikation (h)

PIC

P (µ

g/l)


Abbildung 22: Verlauf des mittleren Gehaltes an PICP (µg/l, n=5) im Plasma zu den

verschiedenen Probenentnahmezeitpunkten


IV Ergebnisse

113

Tabelle 15: Mittlere Plasmakonzentrationen an PICP (µg/l, n=5, Mw ±SD) zu den


PICP im Plasma (µg/l), h post inj. bzw. Kontrolle Versuchstag Behandlung

0 8 16 24

Kontrolle 265 ± 56a* 269 ± 38a 292 ± 70a* 338 ± 69b 1.Tag

PTH 301 ± 131a* 275 ± 133a 237 ± 134b* 309 ± 142a

Kontrolle 365 ± 164a 382 ± 169a 348 ± 159a 313 ± 218a 14.Tag

PTH 373 ± 87a 382 ± 135a 350 ± 88a 368 ± 70a

Kontrolle 325 ± 149a* 335 ± 128a* 284 ± 126b* 323 ± 149a 18.Tag

PTH 349 ± 61a* 289 ± 64b* 319 ± 91c* 333 ± 77ac

Kontrolle 330 ± 111a* 342 ± 117a 305 ± 125a 337 ± 130a 24.Tag

PTH 409 ± 108 a* 335 ± 76 b 317 ± 89 b 338 ± 60 b

Kontrolle 274 ± 132 a* 281 ± 128 a 270 ± 115 a* 278 ± 116 b* 28.Tag

PTH 376 ± 128 a* 320 ± 79 b 317 ± 75 b* 333 ± 83 b*




3.4 Carboxyterminales Telopeptid des Typ-I-Kollagens (ICTP)


An diesem Beobachtungstag konnten zwischen der Kontrollperiode und der

Applikationsphase keine behandlungsbedingten Unterschiede mit p<0,05 festgestellt

werden (s. Abbildung 23 und Tabelle 16). Die ICTP-Konzentration war an dem

Versuchstag sowohl in der Kontrollgruppe als auch unter Gabe von hPTH (1-37) auf

einem relativ konstanten Niveau (Zeit n.s.).

IV Ergebnisse

114


Unter Kontrollbedingungen war in dem Zeitraum von acht Stunden (7,98 ±4,04 µg/l) bis

24 Stunden (9,39 ±5,59 µg/l) nach der initialen Beprobung des Versuchstages ein stetiger

Anstieg der ICTP-Konzentration im Plasma zu beobachten, der statistisch mit p<0,05

abzusichern war. Bei Gabe von hPTH (1-37) konnte mit 8,69 ±4,43 µg/l unmittelbar vor

der Applikation im Vergleich zu dem acht Stunden später gemessenen Wert von 8,14

±3,84 µg/l zunächst eine Erniedrigung der ICTP-Konzentration festgestellt werden

(p>0,05). Es folgte 16 Stunden nach Applikation ein signifikanter Anstieg der

Konzentration auf 9,39 ±4,74 µg/l, der sich bis 24 Stunden nach Applikation auf 9,83

±4,93 µg/l fortsetzte, wobei diese Erhöhung statistisch nicht abzusichern war.

Behandlungsbedingte Unterschiede konnten an diesem Beprobungstag nicht analysiert

werden (p>0,05).


Unter Kontrollbedingungen war zwischen der ersten Beprobung (9,17 ±4,94 µg/l) und

acht Stunden später (7,66 ±3,68 µg/l) ein Abfall der ICTP-Konzentration zu beobachten

(p<0,05). Im Verlauf des restlichen Beprobungstages zeigte die Konzentration keine

statistisch mit p<0,05 belegbare Differenzen. Signifikante Unterschiede zwischen der

hPTH-Applikation und der Kontrolle konnten an diesem Versuchstag 16 Stunden und 24

Stunden nach der Applikation beobachtet werden, die sich in einer erhöhten ICTP-

Konzentration im Plasma unter Applikation darstellten (s. Abbildung 23 und Tabelle 16).

Zu den übrigen Zeitpunkten ließen sich keine behandlungsbedingten Unterschiede

statistisch mit p<0,05 belegen. Unmittelbar vor der Applikation wurde eine ICTP-

Konzentration von 8,88 ±5,15 µg/l gemessen, die acht Stunden nach Applikation auf 8,44

±4,66 µg/l absank ( Zeit n.s.). Ein signifikanter Anstieg des ICTP-Gehaltes im Plasma auf

9,61 ±5,42 µg/l erfolgte 16 Stunden nach Applikation. Anschließend stieg die

Konzentration auf 10,5 ±6,12 µg/l, wobei dieser Anstieg nicht signifikant war.

24. und 28. Tag der hPTH-Applikation bzw. Kontrolle

Analog zu dem ersten Kontroll- bzw. Behandlungstag ist an diesen Versuchstagen kein

einheitlicher Verlauf der ICTP-Konzentration beobachtet worden. Behandlungsbedingte

Unterschiede ließen sich statistisch nicht nachweisen (s.Abbildung 23 und Tabelle 16).

IV Ergebnisse

115

66,5

77,5

88,5

99,510

10,511

0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24


ICT

P (µ

g/l)


Abbildung 23: Verlauf des mittleren Gehaltes an ICTP (µg/l, n=5) im Plasma zu den



Tabelle 16: Mittlere Plasmakonzentrationen an ICTP (µg/l, n=5, Mw ±SD) zu den


ICTP im Plasma (µg/l), h post inj. bzw. Kontrolle Versuchstag Behandlung

0 8 16 24


PTH 8,55 ± 3,55a 8,81 ± 4,22a 9,23 ± 5,10a 8,14 ± 4,82a

Kontrolle 7,97 ± 4,38a 7,98 ± 4,04a 8,44 ± 4,54 ab 9,39 ± 5,59b 14.Tag

PTH 8,69 ± 4,43ab 8,14 ± 3,84a 9,39 ± 4,74bc 9,83 ± 4,93b

Kontrolle 9,17 ± 4,94a 7,66 ± 3,68b 7,64 ± 3,92b* 8,63 ± 5,06ab* 18.Tag

PTH 8,88 ± 5,15ab 8,44 ± 4,66a 9,61 ± 5,42bc* 10,5 ± 6,12c*


PTH 8,23 ± 4,70a 8,25 ± 4,04a 9,09 ± 4,76ab 10,2 ± 6,12b

Kontrolle 8,70 ± 5,56a 7,59 ± 4,46b 8,27 ± 5,43ab 9,10 ± 5,60a 28.Tag

PTH 9,05 ± 4,77ab 8,31 ± 4,24a 8,88 ± 4,75ab 9,37 ± 5,36b




IV Ergebnisse

116

3.5 Gesamtcalcium

1. - 28. Tag der hPTH-Applikation bzw. Kontrolle

Die mittlere Gesamtcalciumkonzentration im Plasma zeigte im Verlauf der gesamten

Beprobungsdauer sowohl während der Kontrollphase als auch während der

Applikationsperiode keine signifikanten Veränderungen im zeitlichen Verlauf. Im

Vergleich zwischen Kontrollperiode mit 2,86 ±0,18 mmol/l und Applikationsphase mit

3,10 ±0,34 mmol/l konnte am 14. Versuchstag unmittelbar vor der hPTH-Applikation eine

signifikant höhere Gesamtcalciumkonzentration im Plasma beobachtet werden. Zu

sämtlichen anderen Beprobungszeitpunkten konnte während der Versuchsdauer kein

behandlungsbedingter Unterschied mit p<0,05 nachgewiesen werden (s. Abbildung 24

und Tabelle 17).

2,60

2,70

2,80

2,90

3,00

3,10

3,20

3,30

0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24


Ges

amtc

alci

um (m

mol

/l)

Kontrolle hPTH-Applikation

Abbildung 24: Verlauf des mittleren Gehaltes an Gesamtcalcium (mmol/l, n=5) im

Plasma zu den verschiedenen Probenentnahmezeitpunkten


IV Ergebnisse

117

Tabelle 17: Mittlere Plasmakonzentrationen an Gesamtcalcium (mmol/l, n=5, Mw

±SD) zu den verschiedenen Probenentnahmezeitpunkten

Gesamtcalcium im Plasma (mmol/l), h post inj. bzw. Versuchstag Behandlung

0 8 16 24


PTH 3,10 ± 0,24a 3,11 ± 0,27a 3,10 ± 0,33a 3,15 ± 0,37a

Kontrolle 2,86 ± 0,18a* 3,03 ± 0,23a 2,97 ± 0,18ab 3,08 ± 0,21b 14.Tag

PTH 3,10 ± 0,34a* 3,07 ± 0,35a 3,00 ± 0,26a 3,05 ± 0,21a


PTH 3,07 ± 0,15a 3,03 ± 0,22a 3,06 ± 0,23a 3,13 ± 0,15a


PTH 3,04 ± 0,20a 3,05 ± 0,45a 3,15 ± 0,19a 3,08 ± 0,10a


PTH 3,04 ± 0,22a 3,22 ± 0,08b 3,14 ± 0,15ab 3,18 ± 0,19ab




Zwischen der Konzentration des Gesamtcalciums im Plasma und der Konzentration an

intakten PTH im Plasma bestand während der Kontrollphase wie auch unter der hPTH-

Applikation eine positive Korrelation (Kontrolle: y= 13,281x – 24,233, R2= 0,3317,

p<0,05, n= 5 Pferde zu t= 20 Messzeitpunkten, wobei y= Intaktes PTH (pg/ml) und x=

Gesamtcalcium (mmol/l), PTH-Behandlung: y= 12,189x – 18,374, R2= 0,3403, p<0,05,

n= 5 Pferde zu t= 20 Messzeitpunkten).

IV Ergebnisse

118

0

10

20

30

40

50

60

70

80

2,50 2,70 2,90 3,10 3,30 3,50 3,70

Gesamtcalcium (mmol/l)

Inta

ktes

PT

H (p

g/m

l)KontrollePTH-Gabe

Abbildung 25: Beziehung der Gesamtcalcium- (mmol/l) und PTH-Konzentration im

Plasma (jeweils n= 5 Pferde zu t= 20 Messzeitpunkten)

IV Ergebnisse

119


1. Tag der hPTH-Applikation bzw. Beprobung

Während unter Kontrollbedingungen die Konzentration an ionisiertem Calcium im

Vollblut über den Tag annähernd konstant verlief (Zeit n.s.), fand unter hPTH-Applikation

ein signifikanter Anstieg der Konzentration an ionisiertem Calcium innerhalb der ersten

acht Stunden des Beprobungstages (1,71 ±0,03 auf 1,95 ±0,13 mmol/l) statt. 16 Stunden

nach Applikation ist mit einem Gehalt von 1,75 ±0,09 bzw. 1,80 ±0,14 mmol/l ein

signifikanter Abfall der Konzentration beobachtet worden. An diesem Beprobungstag

konnte acht Stunden nach erstmaliger Gabe von hPTH (1-37) eine signifikante Erhöhung

des Gehaltes an ionisiertem Calcium im Vollblut mit einem Wert von 1,95 ±0,13 mmol/l

im Vergleich zur Kontrollgruppe (1,75 ±0,03 mmol/l) festgestellt werden. Zu den

restlichen Zeitpunkten dieses Versuchstages gab es keine behandlungsbedingten

Unterschiede (Behandlung n.s).


Zeitliche Veränderungen konnten auch an diesem Versuchstag unter Kontrollbedingungen

nicht analysiert werden, wohingegen unter hPTH-Gabe zunächst eine nicht signifikante

Erhöhung der Konzentration acht Stunden nach Applikation auf 1,75 ±0,07 mmol/l

beobachtet worden ist. Ein signifikanter Abfall der Konzentration erfolgte 16 Stunden

nach Applikation 1,67 ±0,04 mmol/l. Bei der folgenden Beprobung 24 Stunden nach

Applikation ist ein signifikanter Anstieg der Konzentration auf 1,78 ±0,14 mmol/l

ermittelt worden. Niedrigere Calciumionenkonzentrationen konnten mit 1,69 ±0,08

mmol/l unmittelbar vor der hPTH-Applikation und mit 1,67 ±0,04 mmol/l 16 Stunden

nach Applikation im Vergleich zur Kontrolle mit Werten von 1,79 ±0,06 (vor hPTH-

Gabe) bzw. 1,78 ±0,06 mmol/l (16 Stunden post inj.) an diesem Beprobungstag statistisch

belegt werden. Weitere behandlungsbedingten Unterschiede konnten an diesem Tag nicht

ermittelt werden.

IV Ergebnisse

120

18. und 24. Tag der hPTH-Applikation bzw. Beprobung

Am 24. Versuchstag konnte unmittelbar vor der Applikation eine signifikante

Erniedrigung der Konzentration an ionisiertem Calcium im Vollblut mit einem Wert von

1,62 ±0,12 mmol/l verglichen mit der Kontrollgruppe (1,76 ±0,06 mmol/l) beobachtet

werden. Zu den übrigen Zeitpunkten konnten keine behandlungsbedingten Unterschiede

verifiziert werden.


Eine signifikant höhere Calciumionenkonzentration wurde an diesem Beprobungstag acht

Stunden nach Applikation des Hormon mit einem Gehalt im Vollblut von 1,87 ±1,71

mmol/l im Vergleich zu der Kontrollgruppe (1,71 ±0,06 mmol/l) gemessen. Zu den

weiteren Zeitpunkten konnten keine durch die Applikation bedingten Divergenzen mit

p<0,05 abgesichert werden. Acht Stunden nach Hormongabe ist die Konzentration auch

im Vergleich zur Ausgangskonzentration unmittelbar vor der Applikation (1,71 ±0,04

mmol/l) signifikant angestiegen. Es erfolgte 16 und 24 Stunden nach Applikation ein

Konzentrationsabfall auf 1,71 ±0,06 (16 h post inj.) und 1,74 ±0,05 mmol/l (24 h post

inj.). Unter Kontrollbedingungen blieben die Werte annähernd konstant (s. Abbildung 26

und Tabelle 18).

IV Ergebnisse

121

1,50

1,60

1,70

1,80

1,90

2,00

0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24

1.Tag 14.Tag 18.Tag 24.Tag 28.Tag

Zeit nach Applikation (h)

Ioni

sier

tes C

alci

um (m

mol

/l)


Abbildung 26: Verlauf des mittleren Gehaltes an ionisiertem Calcium (mmol/l, n=5

bzw. am 24. Tag zum Zeitpunkt 0 h nach Applikation/ Kontrolle n=4)

im Vollblut zu den verschiedenen Probenentnahmezeitpunkten


IV Ergebnisse

122

Tabelle 18: Mittlere Konzentrationen an ionisiertem Calcium im Vollblut (mmol/l,

n=5, Mw ±SD) zu den verschiedenen Probenentnahmezeitpunkten

Ion. Calcium im Vollblut (mmol/l), h post inj. bzw. Versuchstag Behandlung

0 8 16 24

Kontrolle 1,73 ± 0,03a 1,75 ± 0,03a 1,78 ± 0,04a 1,79 ± 0,03a

1.Tag PTH 1,71 ± 0,03a 1,95 ± 0,13b 1,75 ± 0,09ac 1,80 ± 0,14c

Kontrolle 1,79 ± 0,06a* 1,77 ± 0,07a 1,78 ± 0,06a* 1,77 ± 0,06a

14.Tag PTH 1,69 ± 0,08ab* 1,75 ± 0,07ac 1,67 ± 0,04b* 1,78 ± 0,14c

Kontrolle 1,76 ± 0,04a 1,73 ± 0,07a 1,79 ± 0,05a 1,78 ± 0,04a

18.Tag PTH 1,70 ± 0,07a 1,71 ± 0,09a 1,72 ± 0,05a 1,77 ± 0,07a

Kontrolle 1,76 ± 0,06a* 1,72 ± 0,11a 1,76 ± 0,06a 1,80 ± 0,13a

24.Tag PTH 1,62 ± 0,12a* 1,66 ± 0,26a 1,68 ± 0,05a 1,69 ± 0,05a

Kontrolle 1,77 ± 0,05a 1,71 ± 0,06ab 1,67 ± 0,08b 1,71 ± 0,06a

28.Tag PTH 1,71 ± 0,04a 1,87 ± 0,10b 1,71 ± 0,06a 1,74 ± 0,05a




Betrachtet man den Verlauf der Konzentration an ionisiertem Calcium (mmol/l) im

Vollblut und der Konzentration an intaktem PTH (pg/ml) im Plasma (Abbildung 30), so

konnte eine deutliche Korrelation der beiden Parameter weder unter Kontrollbedingungen

noch unter der hPTH (1-37)-Applikation ermittelt werden (Kontrolle: y= 16,414x –

12,66, R2=0,0077, p> 0,05 , n= 5 Pferde zu t= 20 Messzeitpunkten, wobei y= Intaktes

PTH (pg/ml) und x= Ionisiertes Calcium (mmol/l), PTH-Behandlung: y= -19,333x +

53,005, R2= 0,0253, p> 0,05 , n= 5 Pferde zu t= 20 Messzeitpunkten).

IV Ergebnisse

123

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00

Ionisiertes Calcium (mmol/l)

Inta

ktes

PT

H (p

g/m

l)KontrolleApplikation

Abbildung 27: Beziehung der Ca2+- (mmol/l) und PTH-Konzentration (pg/ml) im

Vollblut (jeweils n= 5 Pferde zu t= 20 Messzeitpunkten)

IV Ergebnisse

124



Im zeitlichen Verlauf war acht Stunden nach Versuchsbeginn bei der Kontrollgruppe ein

signifikanter Abfall der Phosphatkonzentration im Plasma auf 0,76 ±0,10 mmol/l zu

beobachten, wobei die Konzentration über den restlichen Tag relativ konstant blieb. Bei

der Applikationsgruppe erfolgte acht Stunden nach der ersten Beprobung ein Anstieg

(p<0,05) der Konzentration auf 1,06 ±0,30 mmol/l. Im Verlauf des verbleibenden

Versuchtages konnten keine weiteren signifikanten Veränderungen des Phosphatgehaltes

festgestellt werden. Unmittelbar vor der erstmaligen Hormongabe konnte ein signifikanter

Unterschied zwischen Behandlung und Kontrolle nicht statistisch abgesichert werden,

wohingegen acht, 16 und 24 Stunden nach Applikation der Phosphatgehalt im Vergleich

zur Kontrollgruppe signifikant erhöht war (s. Abbildung 28 und Tabelle 19).

14., 18., 24. und 28. Tag der hPTH-Applikation bzw. Kontrolle

Am 18. Tag der Kontrollphase wurde 16 Stunden nach der ersten Probenentnahme ein

Anstieg der Phosphatkonzentration im Plasma beobachtet, der mit p<0,05 statistisch

abgesichert werden konnte. In den folgenden acht Stunden fiel die Plasmakonzentration

auf das Ausgangsniveau ab. Unter hPTH-Applikation konnte am 24. und 28. Tag des

Untersuchungzeitraumes zwischen dem Phosphatgehalt unmittelbar bevor der Applikation

und der Plasmakonzentration acht Stunden nach Hormongabe ein Anstieg beobachtet

werden, der im Verlauf der folgenden acht Stunden wieder auf das Ausgangsniveau abfiel

(p<0,05). An den übrigen Beprobungszeitpunkten dieser Beobachtungstage konnte kein

einheitlicher zeitlicher Verlauf der Phosphatkonzentrationen im Plasma festgestellt

werden (Zeit n.s.). An diesen Versuchstagen konnte acht Stunden nach Applikation von

hPTH (1-37) eine erhöhte Plasmakonzentration an anorganischem Phosphat im Vergleich

zur Kontrollgruppe ermittelt werden (s. Abbildung 28 und Tabelle 19). Die restlichen

Beprobungszeitpunkte an diesen Tagen wiesen keine behandlungsbedingten Unterschiede

mit p<0,05 auf.

IV Ergebnisse

125

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

1,10

1,20

1,30

0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24

1.Tag 14.Tag 18.Tag 24.Tag 28.TagZeit nach Applikation (h)

Ano

rgan

isch

es P

hosp

hat (

mm

ol/l)


Abbildung 28: Verlauf des mittleren Gehaltes an anorganischem Phosphat (mmol/l,

n=5) im Plasma zu den verschiedenen Probenentnahmezeitpunkten


Tabelle 19: Mittlere Plasmakonzentrationen an anorganischem Phosphat (mmol/l,

n=5, Mw ±SD) zu den verschiedenen Probenentnahmezeitpunkten

Phosphat im Plasma (mmol/l), h post inj. bzw. Kontrolle Versuchstag Behandlung

0 8 16 24

Kontrolle 0,90 ± 0,19a 0,76 ± 0,10b* 0,83 ± 0,13ab* 0,72 ± 0,12b* 1.Tag

PTH 0,87 ± 0,21a 1,06 ± 0,30b* 1,15 ± 0,30b* 1,07 ± 0,27b*

Kontrolle 0,77 ± 0,07a 0,78 ± 0,17a* 0,85 ± 0,11a 0,87 ± 0,23a 14.Tag

PTH 0,89 ± 0,22a 0,96 ± 0,12a* 0,96 ± 0,12a 0,94 ± 0,17a

Kontrolle 0,88 ± 0,03ab 0,86 ± 0,13a* 0,97 ± 0,11b 0,87 ± 0,20a 18.Tag

PTH 0,96 ± 0,17a 0,98 ± 0,17a* 0,99 ± 0,10a 0,93 ± 0,14a


PTH 0,93 ± 0,15a 1,18 ± 0,24b* 0,87 ± 0,20a 0,89 ± 0,17a


PTH 0,91 ± 0,24a 1,15 ± 0,26b* 0,91 ± 0,21a 0,92 ± 0,22a




IV Ergebnisse

126

Bei einem Vergleich der Beziehung zwischen der Konzentration an anorganischem

Phosphat im Plasma und der Konzentration an intaktem PTH im Plasma unter

Kontrollbedingungen und unter Hormongabe, korrelierten die beiden Parameter sowohl

unter Kontrollbedingungen als auch unter der hPTH-Gabe (Kontrolle:

y= -12,778x + 27,085, R2= 0,3317, p< 0,05, n= 100, wobei y= Intaktes PTH (pg/ml) und

x= Anorganisches Phosphat (mmol/l), PTH-Behandlung: y= -17,033x + 35,596,

R2= 0,3403, p< 0,05, n= 100).

3.8 Calcium-Bilanz

Vergleicht man die renale Calcium-Ausscheidung der beiden Versuchsphasen

miteinander, so haben die Pferde unter Applikation von hPTH (1-37) zwischen dem 14.

und 18. Versuchstag eine signifikant höhere Ausscheidungsrate. Zwischen dem 24. und

28. Versuchstag konnte in der Applikationsphase eine tendenziell höhere renale Calcium-

Ausscheidung im Vergleich zur Kontrollphase festgestellt werden, die aber nicht mit

p<0,05 abzusichern war.

Die Calcium-Retention war innerhalb Applikationsphase niedriger als während der

Kontrollphase, was sich im Vergleich des 14. bis 18. Tages der Kontrollphase mit dem 14.

bis 18. Tag der Applikation statistisch mit p<0,05 absichern ließ. Die mittlere Calcium-

Retention zwischen Tag 24 und 28 der Applikationsphase war bezogen auf den gleichen

Zeitraum der Kontrollphase erniedrigt (Behandlung n.s.).

IV Ergebnisse

127

Tabelle 20: Bilanzierung der Calciumaufnahme, -ausscheidung und -retention

(mg/kg KM/Tag, Mw ±SD, n = 5 Pferde) während der Versuchsphasen

Kontrolle

14.-18.Tag

Kontrolle

24.-28.Tag

Applikation

14.-18.Tag

Applikation

24.-28.Tag

Ca-Aufnahme 71,55 ± 2,07a 72,75 ± 3,57a 69,35 ± 5,49a 69,36 ± 5,48a

Fäkal 33,48 ± 5,60a 30,52 ± 6,54a 35,52 ± 5,33a 32,91 ± 7,96a

Renal 20,71 ± 4,87a 21,31 ± 5,96a 29,59 ± 6,49b 26,59 ± 7,02ab

Ca-

Abg

abe

Quotient

Ca/Crea

in Harn

1,08 ± 0,25a 1,08 ± 0,27a 1,36 ± 0,23b 1,31 ± 0,25ab

Ca-Retention

(mg/

kg K

M/T

ag)

17,36 ± 8,99a 20,92 ± 9,79ac 4,24 ± 7,42b 9,86 ± 11,38ab

Ca-Retention (%) 24,26 28,76 6,11 14,22

Unterschiedliche Kleinbuchstaben kennzeichnen signifikante Unterschiede (p<0,05)

innerhalb einer Zeile

die Angabe der prozentualen Ca-Retention bezieht sich auf die tägliche Ca-Aufnahme

Weder unter Kontroll- (y=-0,3435x + 45,788, R2=0,0356, n= 5 Pferde mit je 2

Sammelproben, n.s.) noch unter Applikationsbedingungen (y=-0,2185x + 43,246,

R2=0,0296, n= 5 Pferde mit je 2 Sammelproben, n.s.) konnte eine Beziehung zwischen der

Ca-Aufnahme und der renalen Ca-Ausscheidung ermittelt werden.

IV Ergebnisse

128

10

15

20

25

30

35

40

60 65 70 75 80 85Ca-Aufnahme (mg/kg KM/Tag)

rena

le C

a-A

ussc

heid

ung

(mg/

kg K

M/T

ag)

KontrolleApplikation

Abbildung 29: Beziehung zwischen Calcium-Aufnahme und renaler Calcium-

Ausscheidung (mg/kg KM/Tag)

3.9 Phosphor-Bilanz

Die Phosphoraufnahme der Pferde war während der Kontrollphase signifikant niedriger

als während der Applikationsphase. Die renale Phosphor-Elimination während der

Applikationsphase war im Vergleich zur Kontrollphase signifikant niedriger (p<0,05),

wohingegen aber die fäkale Elimination tendenziell erhöht war, wobei in der ersten

Applikationswoche dieser Unterschied auch statistisch mit p<0,05 abzusichern war. In der

Phosphor-Retention konnten keine signifikanten Unterschiede bezüglich der beiden

Versuchsgruppen festgestellt werden. Innerhalb der Applikationsphase konnte aber ein

signifikanter Anstieg der Phosphor-Retention zwischen den mittleren Werten des 14. bis

18.Applikationstages und des 24. bis 28.Applikationstages ermittelt werden.

IV Ergebnisse

129

Tabelle 21: Bilanzierung der Phosphoraufnahme, -ausscheidung und -retention

(mg/kg KM/Tag, Mw ±SD, n = 5) während der Versuchsphasen

Kontrolle

14.-18.Tag

Kontrolle

24.-28.Tag

Applikation

14.-18.Tag

Applikation

24.-28.Tag

P-Aufnahme 13,65 ± 0,97a 14,22 ± 1,28a 15,52 ± 0,30b 15,52 ± 0,30b

Fäkal 15,50 ± 0,94a 15,94 ± 0,69a 19,52 ± 2,67b 16,25 ± 0,89a

P-A

bgab

e

Renal 0,74 ± 0,17a 0,78 ± 0,19a 0,03 ± 0,02*b 0,04 ± 0,03*b

P-Retention

(mg/

kg K

M/T

ag)

-1,87 ± 1,61ab -1,73 ± 1,77ab -4,00 ± 2,80a -0,72 ± 0,85b

P-Retention (%) -13,70 -12,17 -25,77 -4,64

Unterschiedliche Kleinbuchstaben kennzeichnen signifikante Unterschiede (p<0,05)

innerhalb einer Zeile

* kennzeichnet signifikante Unterschiede p<0,05 innerhalb einer Zeile

die Angabe der prozentualen P-Retention bezieht sich auf die tägliche P-Aufnahme

Zwischen der Phosphor-Aufnahme und der renalen Phosphor-Ausscheidung bestand während

der Kontrollphase eine positive Korrelation (y= 0,0002x – 0,001, R2= 0,4988, n= 5 Pferde

mit je 2 Sammelproben, p< 0,05, wobei y= renale P-Ausscheidung, x= P-Aufnahme). Im

Gegensatz dazu bestand während der Kontrollphase eine solche Beziehung nicht

(y= -0,000005x + 0,0039, R2= 0,001, n= 5 Pferde mit je 2 Sammelproben, n.s.).

IV Ergebnisse

130

0

0,0005

0,001

0,0015

0,002

0,0025

0,003

0,0035

0,004

0,0045

0,005

5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5

P-Aufnahme (mg/kg KM/Tag)

rena

le P

-Aus

sche

idun

g (m

g/kg

KM

/Tag

)

KontrolleApplikation

Abbildung 30: Beziehung zwischen P-Aufnahme und renaler P-Ausscheidung (mg/kg

KM/Tag)

IV Ergebnisse

131

3.11 Übersicht über die behandlungsbedingten Veränderungen der gemessenen

Parameter im Blut

Zur Übersicht werden exemplarisch die signifikanten behandlungsbedingten

Konzentrationsänderungen der einzelnen Parameter während der Untersuchung der kurz- und

mittelfristigen Effekte des ersten und 28.Behandlungstages tabellarisch aufgeführt (s. Tabelle

22 und 23).

Tabelle 22: Behandlungsbedingte Konzentrationsänderungen der einzelnen Parameter

während des Applikationszeitraumes im Vergleich zur Kontrollphase am 1.

Tag der Behandlung bzw. Kontrolle

Zeit (h) post injectionem bzw. Kontrolle Parameter

0 8 16 24

Intaktes PTH ↔ ↔ ↔ ↔

Osteocalcin ↑ ↔ ↔ ↑

PICP ↑ ↔ ↓ ↔

ICTP ↔ ↔ ↔ ↔

Gesamtcalcium ↔ ↔ ↔ ↔

Ionisiertes Calcium ↔ ↑ ↔ ↔

Anorganisches Phosphat ↔ ↑ ↑ ↑

pH-Wert ↔ ↔ ↔ ↓

↑ Konzentration höher im Vergleich zur Kontrolle (p<0,05)

↓ Konzentration niedriger im Vergleich zur Kontrolle (p<0,05)

↔ kein signifikanter Unterschied zur Kontrolle

IV Ergebnisse

132

Tabelle 23: Behandlungsbedingte Konzentrationsänderungen der einzelnen Parameter

während des Applikationszeitraumes im Vergleich zur Kontrollphase am 28.

Tag der Behandlung bzw. Kontrolle

Zeit (h) post injectionem bzw. Kontrolle Parameter

0 8 16 24

Intaktes PTH ↔ ↔ ↔ ↔

Osteocalcin ↑ ↔ ↔ ↔

PICP ↑ ↔ ↑ ↑

ICTP ↔ ↔ ↔ ↔

Gesamtcalcium ↔ ↔ ↔ ↔

Ionisiertes Calcium ↔ ↑ ↔ ↔

Anorganisches Phosphat ↔ ↑ ↔ ↔

pH-Wert ↔ ↔ ↔ ↔

↑ Konzentration höher im Vergleich zur Kontrolle (p<0,05)

↓ Konzentration niedriger im Vergleich zur Kontrolle (p<0,05)

↔ kein signifikanter Unterschied zur Kontrolle

V Diskussion

133

V Diskussion

In der Humanmedizin hat sich der intermittierende Einsatz von hPTH (1-34) zur Prävention

und Therapie hormonell bedingter Osteoporose etabliert, was durch zahlreiche Studien belegt

wurde (HODSMAN et al. 1993, LANE et al. 1998, MARCUS et al. 2003,

ORWOLL et al. 2003). Parathormon zeigte jedoch auch einen anabolen Effekt auf den

Knochenstoffwechsel bei gesunden Menschen (KURLAND et al. 2000). In weiteren Studien

an Ratten wurde hPTH (1-34) erfolgreich zur Beschleunigung von Frakturheilungen

eingesetzt (ANDREASSEN et al. 2001, NAKAJIMA et al. 2002). Verabreicht man an

Osteoporose erkrankten Menschen hPTH (1-34) in der gleichen Dosierung wie bei einer

einmaligen subcutanen Injektion in Form einer Dauerinfusion, so ist ein unmittelbarer Abfall

der Knochenformationsmarker zu beobachten, während sich die Konzentration der

Knochenformationsmarker unter einer täglichen subcutanen Injektion fast verdoppelte

(HODSMAN et al. 1993). Beruhend auf den aus der Humanmedizin gewonnenen Erkenntnisse sollen in der hier

durchgeführten Studie die Effekte der Applikation von humanem Parathormon (hPTH 1-37)

auf den Calcium- und Knochenstoffwechsel von Pferden überprüft werden.

Bis zum heutigen Zeitpunkt ist der Wirkungsmechanismus von PTH am Knochen zum Teil

noch unklar. Von großer Bedeutung für die Wirkung scheinen jedoch Osteoblasten zu sein.

An diesen Zellen konnten bislang drei verschiedene PTH-Rezeptoren (PTH1R, PTH2R,

PTH3R) bestimmt werden, während an Osteoklasten keine PTH-Rezeptoren nachgewiesen

werden konnten (LIU et al. 1998, OKADA et al. 2002).

1 Kritik der Methoden

1.1 Pferde, Fütterung, Haltung

Für die Durchführung des ersten Versuchsabschnittes, der Untersuchung der

Circadianrhythmik, standen vier Traberwallache zur Verfügung. Die Pferde waren im Alter

V Diskussion

134

zwischen fünf und elf Jahren. Die vier Tiere waren unterschiedlicher Herkunft und

Abstammung. Aufgrund des noch nicht abgeschlossenen Wachstums junger Pferde und einer

unterschiedlichen Knochenstoffwechselrate zwischen alten und jungen Pferden können

zwischen den Tieren erhebliche Variationen in Bezug auf die Konzentration der

Knochenmarker festgestellt werden (LEPAGE et al. 1990, LEPAGE et al. 1998). Durch eine

wesentlich größere Knochenumbaurate bei juvenilen Equiden liegen die Konzentrationen der

Knochenmarker in einem höheren Bereich als bei adulten, ausgewachsenen Pferden. Diese

stärkeren Auf- und Umbauprozesse am Knochen sind bedingt durch Wachstumsvörgange und

Anpassung des knöchernen Skeletts an sich ändernde Belastungen (NIELSEN et al. 1998,

SLOET VAN OLDTRUITENBORGH-OOSTERBAHN et al. 1999). So zeigte auch im

Rahmen der eigenen Untersuchungen das jüngste Pferd die höchsten PICP- und ICTP-Gehalte

im Plasma, was auf eine höhere Knochenstoffwechselrate im Vergleich zu den anderen

Pferden schließen lässt. LEPAGE et al. (1998) beobachteten mit dem Alter abnehmende

Osteocalcin-Gehalte, wobei diese Veränderung am deutlichsten innerhalb der ersten 24

Lebensmonate zu beobachten waren. Des Weiteren konnten die Autoren eine altersabhängige

Ausprägung der Circadianrhythmik von Osteocalcin feststellen. Jüngere Pferde (< 5 Jahre)

zeigten deutlichere tageszeitlich bedingte Schwankungen als ältere Pferde. Es wird

angenommen, dass die reziproke Abhängigkeit zwischem dem Alter der Tiere und den

Serumkonzentrationen der Knochenmarker auf eine Reduktion der Knochenformationsrate

mit steigendem Alter zurückzuführen ist (PRICE et al. 1992, BLACK et al. 1999).

In zukünftigen Studien zur Circadianrhythmik wäre es ratsam, mit einer größeren Gruppe

gleichaltriger Pferde bzw. mit jeweils mehreren Tieren verschiedener Altersgruppen zu

arbeiten, um so eine detailliertere Auswertung der Ergebnisse zu ermöglichen.

Zur Untersuchung der Verträglichkeit der Applikation von hPTH (1-37) wurden vier Stuten

im Alter von 2 bis 15 Jahren eingesetzt. Die Herkunft, Rasse, Abstammung und bisherige

Nutzung der Tiere war unbekannt. Für die Verträglichkeitsstudie stellt die Heterogenität kein

Problem dar, da nicht zu erwarten ist, dass rasse-, alters- oder nutzungsbedingte Unterschiede

in der lokalen und allgemeinen Verträglichkeit der Hormongabe eintreten.

V Diskussion

135

Bei der Studie der kurz- und mittelfristigen Effekte der hPTH (1-37)-Applikation kamen fünf

Traberwallache zum Einsatz. Zum Teil wurden diese Pferde zuvor bei der Untersuchung der

Circadianrhythmik eingesetzt. Die Tiere waren zwischen zwei und 21 Jahre alt und

entstammten unterschiedlichen Betrieben. Eine direkte Verwandtschaft der Pferde bezüglich

der Abstammung lag nicht vor. Rassebedingte Unterschiede in der Konzentration bestimmter

Knochenmarker, die LEPAGE et al. (1997) in einer Studie ermittelten, können im Rahmen

der eigenen Untersuchung somit ausgeschlossen werden. Die einzige Studie über eine

geschlechtsabhängige Varianz bestimmter Knochenmarker zeigte keine Unterschiede

zwischen männlichen und weiblichen Pferden (LEPAGE et al. 1997), jedoch ist es sicher

vorteilhaft, Tiere des gleichen Geschlechts einzusetzen. Da in der Humanmedizin, begleitend

zu der hPTH-Therapie, Östrogenpräparate zu einer weiteren Verbesserung der Knochendichte

verabreicht werden, wäre es von Interesse, in zukünftigen Studien zur Gabe von PTH-

Fragmenten, Stuten unter Berücksichtigung ihres Östrogenstatus einzusetzen.

Im Rahmen der eigenen Untersuchung wurde eine Bilanzierung der Calcium- und Phosphor-

Homöostase unter Verwendung von Kot- und Harnauffangschürzen durchgeführt. Die sichere

getrennte Kot- und Harnsammlung ist bei männlichen Pferden wesentlich einfacher zu

gestalten als bei weiblichen Tieren, weshalb in dieser Studie Wallache zum Einsatz kamen.

Da jedes Pferd sowohl in der Kontroll- wie auch in der Applikationsphase eingesetzt worden

ist, konnten die individuellen Effekte der hPTH-Applikation ausgewertet werden. Wie bereirs

erwähnt, wurden bei Pferden altersbedingte Unterschiede in der Höhe der

Serumkonzentration der Knochenmarker festgestellt (LEPAGE et al. 1990, PRICE et al.

1995a, LEPAGE et al. 1998, BLACK et al. 1999, CHIAPPE et al. 1999), was zu einem unter

den Pferden divergierenden Niveau der Konzentration der Knochenmarker führt.

Altersbedingte Unterschiede im Stoffwechsel, der Verdaulichkeit der organischen Nährstoffe

und der Mineralstoffe können ebenfalls einen Einfluss auf die Knochenstoffwechsellage und

die Konzentration der Knochenmarker ausüben. Darüber hinaus ist es möglich, dass eine

Veränderung der Ansprechbarkeit der PTH-Rezeptoren mit variierendem Alter der Pferde

existiert. Dies gilt es in weiterführenden Untersuchungen abzuklären.

Die Pferde wurden in den einzelnen Versuchsabschnitten unter jeweils unterschiedlichen

Bedingungen gehalten. So wurden die Pferde, die zur Untersuchung der Circadianrhythmik

eingesetzt wurden, in Einzelboxen mit Stroheinstreu in einem geschlossenen Stallgebäude

V Diskussion

136

unter permanenter künstlicher Beleuchtung gehalten. Bei der Untersuchung der kurz- und

mittelfristigen Effekte der hPTH (1-37)-Gabe waren vier der fünf Pferde in mit Sägespänen

eingestreuten Einzelboxen in einem geschlossenen Stallgebäude unter vorwiegend

natürlichem Lichteinfluss untergebracht. Ein Pferd dieser Versuchsgruppe wurde in einem

betonierten, unbedachten Auslauf gehalten, dem eine mit Gummimatten ausgelegte

Liegefläche angeschlossen war, die sich in einem Stallgebäude befand. Zur Standardisierung

der Ergebnisse wäre eine einheitliche Haltungsform vorteilhaft, da sowohl die

Beleuchtungsart und -länge der Tiere Einfluss auf den Knochenstoffwechsel, aber auch auf

die Circadianrhythmik haben kann (LEPAGE et al. 1991, HOPE et al. 1993, GEOR et al.

1995).

Innerhalb der jeweiligen Versuchsphasen sind die Pferde einheitlich gefüttert worden. Die

Pferde der ersten Versuchsphase (circadiane Rhythmik und postprandiale Kinetik) wurden

zweimal täglich mit Heu und Mischfutter gefüttert, wobei die tägliche Futtermenge für jedes

Pferd identisch war. Die Calcium-Versorgung in dieser Versuchsphase betrug 37,1 g/Tier/Tag

bei einem täglichen durchschnittlichen Bedarf der Pferde von 23,7 g/Tier/Tag, was einer

Versorgung von 56,9 % über dem Bedarf der Tiere entspricht. Zur Untersuchung der kurz-

und mittelfristigen Effekte der Hormongabe wurden Trockenschnitzel und Heu eingesetzt.

Die Rationen wurden bei dieser Versuchsphase abhängig vom Gewicht der einzelnen Pferde

berechnet und über den Tag verteilt in drei gleichgroßen Portionen gefüttert. Dabei sind die

Tiere durchschnittlich mit 32,72 g/Tier/Tag Calcium versorgt worden. Der durchschnittliche

Calcium-Bedarf der Pferde in dieser Versuchsphase betrug 23,34 g/Tier/Tag, demzufolge sind

die Pferde 40,2 % über den Bedarf hinaus mit Calcium versorgt worden. Diese über den

individuellen Bedarf der Pferde hinausreichende Ca-Versorgung ist als günstig zu beurteilen,

da bei der Mineralisierung von Knochensubstanz Calcium unbedingt erforderlich ist und

somit eine Knochenneubildung möglicherweise alimentär unterstützt wird. Als eher ungünstig

ist die P-Versorgung der Pferde im Rahmen der Untersuchung der kurz- und mittelfristigen

Effekte zu betrachten. Während der P-Bedarf von durchschnittlich 14,2 g/Tier/Tag innerhalb

des ersten Versuchsabschnittes ausreichend über die Futtermittel mit einem Gehalt von 18,9

g/Tag abgedeckt wurde, waren die Tiere im dritten Versuchsabschnitt mit einem

durchschnittlichen P-Bedarf von 14,0 g/Tier/Tag mit einer mittleren Versorgung von 6,78

g/Tag deutlich unterversorgt. Dies ist auf einen sich bei der Analyse zeigenden niedrigen

V Diskussion

137

Gehalt der Futtermittel, insbesondere des Heus, zurückzuführen. Bei der Bedarfskalkulation

wurden die Werte der aktuellen DLG-Futterwerttabellen (3. Auflage, DLG-Verlag,

Frankfurt/Main, 1995) zugrundegelegt, die mit den Inhaltsstoffen der verwendeten

Futtermittel aber zum Teil nicht übereingestimmt haben.

Die marginale Versorgung mit Phosphor kann die Wirkung der hPTH-Gabe beeinflusst

haben, so dass in weiteren Studien eine bedarfsabdeckende P-Versorgung zu empfehlen ist.

V Diskussion

138

1.2 Versuchsdurchführung

Dosierung:

In der zweiten und dritten Versuchsphase wurde den Pferden einmal täglich über einen

Zeitraum von vier (Verträglichkeitsstudie) bzw. 28 Tagen (Untersuchung der kurz- und

mittelfristigen Effekte der hPTH-Gabe) subkutan 0,5 µg hPTH (1-37)/kg KM/Tag injiziert.

Bis zum heutigen Zeitpunkt gibt es noch keine Studie, in der Pferden Parathormon in

jeglicher Form (N-terminale Fragmente, C-terminale Fragmente oder natives Parathormon)

appliziert wurde. Zur Therapie der Osteoporose wurde beim Menschen in den meisten

Untersuchungen das hPTH (1-34)-Fragment in einer Dosierung zwischen 25 und 50

µg/Mensch/Tag eingesetzt. Dies entspricht einer ungefähren Dosis von 0,4 bis 0,8 µg/kg

KM/Tag. In Studien an Ratten wurde den Tieren eine tägliche Dosis zwischen 40 und 160 µg

hPTH/kg KM/Tag verabreicht. Es fanden Untersuchungen an Menschen zur Dosis-Wirkungs-

Beziehung statt, bei denen sich herausstellte, dass auch bei einer niedrigeren Dosierung (1,25

µg/Mensch/Tag über einen Zeitraum von 6 Monaten) von hPTH (1-34) eine Zunahme der

Knochendichte an Wirbelkörpern um 3,5 % erfolgt (SONE et al. 1995), jedoch mit einer

höheren Dosierung (40 µg/Mensch/Tag) ein stärkerer anaboler Effekt an der Knochendichte

der Wirbelkörper (Zunahme um 13,5%) durch die hPTH-Gabe erzielt werden kann

(KURLAND et al. 2000). LANE et al. (1998, 2000) konnten in zwei Studien an

osteoporotischen Frauen eine Entwicklung einer leichten Hypercalcämie nachweisen, die sich

aber bei einer Reduzierung der täglichen hPTH (1-34)-Dosis von 40 µg/Frau/Tag auf 30

µg/Frau/Tag, bzw. von 25 µg/Frau/Tag auf 20 µg/Frau/Tag bei gleichzeitiger Verringerung

der täglichen Calciumaufnahme, wieder einstellte.

In der eigenen Untersuchung handelt es sich um eine Pilotstudie. Weitere Untersuchungen

über die Dosis-Wirkungs-Beziehung müssen folgen. Die Bestimmung der Dosis von hPTH

(1-37) beim Pferd erfolgte in Anlehnung an die Dosierung beim Menschen.

V Diskussion

139

Ein weiteres Problem stellt sich in der Applikation eines heterologen Fragments an Pferde.

RAULAIS et al. (1981) konnten allerdings in ihrer Untersuchung nachweisen, dass equines

Parathormon mit humanem Parathormon eng verwandt ist und sich nur in dem C-terminalen

Bereich (im Aminosäurensequenzbereich 53-84) unterscheidet. Daher ist davon auszugehen,

dass hPTH (1-34) bzw. hPTH (1-37) auch an equinen PTH-Rezeptoren kompatibel ist. Eine

Studie zum molekularen Aufbau von equinem Parathormon sollte aber in Zukunft

durchgeführt werden, um Differenzen in der Aminosäurensequenz zwischen equinem und

humanem Parathormon aufzudecken und zu lokalisieren, um die für das Pferd geeignetste

Form des zu applizierenden Parathormons zu finden. Stehen molekularbiologische Techniken

nicht zur Verfügung, sollte die Applikation von equinem PTH Anwendung finden.

Zeitpunkt der Applikation:

Beim Menschen erfolgt die Applikation einmal täglich, wobei durch eine hochfrequente

pulsatile endogene PTH-Ausschüttung der Zeitpunkt relativ frei gewählt werden kann. In

einer Studie über den Einfluss des Applikationszeitpunkts auf den anabolen Effekt von hPTH

(1-34) an Ratten konnten RIOND et al. (1993) keine Unterschiede zwischen einer Applikation

vormittags und einer Applikation nachmittags feststellen. Dieses Ergebnis zeigt auf, dass auch

bei Ratten der Applikationszeitpunkt unabhängig von der endogenen PTH-Freisetzung frei

gewählt werden kann. In der eigenen Untersuchung konnte keine circadiane Rhythmik

bezüglich der endogenen PTH-Sekretion gemessen werden, es bleibt allerdings zu

berücksichtigen, dass die Blutprobenentnahme stündlich erfolgte, so dass nicht jede

Schwankung erfasst werden konnte. In diesem Zusammenhang ist aber auch der Hinweis

wichtig, dass die Pferde eine starke individuelle Variation des intakten PTH aufweisen, so

dass bislang noch Unsicherheiten bezüglich der endogenen PTH-Sekretion bestehen.

Unter der Berücksichtigung der eigenen Ergebnisse zur circadianen PTH-Sekretion scheint

der Zeitpunkt der PTH-Applikation frei wählbar zu sein. Darauf basierend wurde

standardisiert jeweils um 6.00 Uhr morgens, zwei Stunden vor der Fütterung, PTH appliziert.

V Diskussion

140

RIOND et al. (1993) führten eine Untersuchung mit variierender Applikationsfrequenz durch.

Die Autoren fanden heraus, dass bei Ratten, denen einmal, zweimal bzw. dreimal täglich bei

äquivalenter Tagesdosis hPTH (1-34) appliziert wurde, ein signifikanter Anstieg in der

intestinalen Calcium-Absorption und im Calcium-Haushalt im Vergleich zu den Tieren,

denen in zwei- bzw. dreitägigem Abstand hPTH (1-34) verabreicht wurde, vorhanden war.

Des Weiteren konnte sie einen linearen, aber nicht signifikanten Anstieg der intestinalen

Calcium-Absorption und des Calcium-Haushaltes bei steigender täglicher

Applikationsfrequenz feststellen. Diese Beobachtung sollte in Folgestudien auch beim Pferd

untersucht werden.

Zeitpunkt der Blutprobenentnahme nach Applikation:

Während der Verträglichkeitsstudie erfolgte die Applikation unmittelbar nach einer

Blutprobenentnahme morgens zu einem jeweils gleichen Zeitpunkt über einen Zeitraum von

vier Tagen. Eine zweite Blutprobenentnahme wurde jeweils zwölf Stunden nach Hormongabe

durchgeführt. In der dritten Versuchsphase fand die hPTH-Applikation morgens ebenfalls zu

einem definierten Zeitpunkt statt. Blutprobenentnahmen wurden hier viermal pro

Beprobungstag in einem achtstündigen Abstand durchgeführt, wobei die erste Entnahme

jeweils unmittelbar vor der täglichen Hormonapplikation stattfand. Studien von LINDSAY et

al. (1993) zeigten einen ausgeprägten kurzzeitigen Effekt der hPTH-Gabe auf die

Mineralstoffhomöostase der Probanden. Vier Stunden nach der subkutanen Applikation

konnte ein signifkanter Anstieg der Serumkonzentration an ionisiertem Calcium und

Gesamtcalcium beobachtet werden, während zwei Stunden post applicationem die

Phosphorkonzentration im Serum signifikant abfiel. Die höchste Konzentration an hPTH (1-

34) konnte 30 Minuten nach der Applikation gemessen werden, wobei für das

Hormonfragment eine Halbwertszeit im Blut von 75 Minuten ermittelt wurde. Im Plasma von

Hunden, denen hPTH (1-34) appliziert wurde, konnten PODBESEK et al. (1983) einen

Anstieg des hPTH-Gehalts nur bis vier Stunden post applicationem nachweisen. Auch beim

Pferd sollten in zukünftigen Untersuchungen kürzere Beprobungsabstände gewählt werden.

Darüber hinaus sollte das applizierte Fragment in der Untersuchung miterfasst werden, um

den Metabolismus des Fragmentes zu erforschen und kurzfristige Effekte der hPTH-Gabe

sicher detektieren zu können.

V Diskussion

141

Verträglichkeit der Applikation

Vergleichbare Untersuchungen zur Applikation von hPTH (1-37) beim Pferd existieren nicht,

so dass zunächst die allgemeine Verträglichkeit der Hormongabe überprüft wurde. Weder

lokale noch anaphylaktische Reaktionen sind während des viertägigen Applikationszeitraums

beobachtet worden.

In einigen der zahlreichen Studien, in denen N-terminale Fragmente, C-terminale Fragmente

oder biologisch aktives Parathormon Labortieren oder Menschen appliziert

wurden, konnte bei den Probanden eine kurzzeitige milde Hypercalcämie festgestellt werden,

wobei die Calcium-Werte meist noch im oberen Referenzbereich lagen (FINKELSTEIN et al.

1994, HODSMAN et al. 1997, LANE et al. 1998, HODSMAN et al. 2000, LANE et al. 2000,

COSMAN et al. 2001, NEER et al. 2001). HODSMAN et al. (1997), LINDSAY et al. (1997)

sowie KURLAND et al. (2000) konnten in ihren Untersuchungen bei einigen Probanden

lokale Entzündungserscheinungen im Bereich der Injektionsstelle beobachten. Eine

gesteigerte renale Calcium-Ausscheidung trat in einigen Studien als unerwünschter

Nebeneffekt auf (FINKELSTEIN et al. 1994, HODSMAN et al. 1997, LANE et al. 1998), die

sich aber in den meisten Fällen bei der Verabreichung einer niedrigeren hPTH-Dosis

normalisierte. Bei Ratten, denen man über einen Zeitraum von zwei Jahren täglich 0, 5, 30

bzw. 75 µg/kg KM hPTH (1-34) subcutan injiziert hat, traten in den Gruppen mit höherer

Dosierung (30 bzw. 75 µg/kg KM/Tag) gehäuft Osteosarkome auf (VAHLE et al. 2002).

Jedoch konnte diese Beobachtung beim Menschen und bei Primaten bisher nicht bestätigt

werden, was eventuell auf die niedrigere Dosierung bei diesen Spezies zurückzuführen ist.

Sicherlich sollte ein mögliches Auftreten dieser unerwünschten Nebenwirkung bei dem

routinemäßigen Einsatz von Parathormon und seinen Fragmenten weiterverfolgt werden.

V Diskussion

142

1.3 Auswahl der Untersuchungsparameter

Zur Untersuchung der kurz- und mittelfristigen Effekte der hPTH-Gabe erfolgte eine Analyse

der Knochenmarker und der Konzentration an intaktem PTH (1-84), wobei auch

Veränderungen in der Phosphat-, Gesamtcalcium- und Ca2+-Konzentration im Blut mit

einbezogen worden sind. Des Weiteren ist eine Bilanzierung von Calcium und Phosphor im

Rahmen dieser Untersuchung durchgeführt worden.

Knochenmarker reflektieren auf- und abbauende Vorgänge am Knochen. In der

Humanmedizin werden sie zu einer Überwachung der anabolen und katabolen Effekte der

hPTH-Injektion bzw. Infusion eingesetzt, um Verschiebungen in dem Knochenstoffwechsel

wahrzunehmen. So beobachteten HODSMAN et al. (1993) unter der hPTH (1-34)-Therapie

einen Anstieg der Osteocalcin-Konzentration um 259% im Serum osteoporotischer Frauen bei

einem gleichzeitigen Anstieg der PICP-Konzentration um 140%, was den anabolen Effekt der

PTH-Gabe widerspiegelt. Da beim Pferd in der heutigen Zeit die Messung von

Knochenmarkern etabliert ist, erscheint sie als sinnvolle Methode zur Überwachung des

Knochenstoffwechsels. Ein Rückschluss auf die Knochendichte, die Knochenmasse, die

mechanische Belastbarkeit und den Mineralstoffgehalt im Knochen kann aber anhand der

Konzentration der Knochenmarker nicht gezogen werden.

Statische Knochenmasse und dynamischer Knochenumsatz sind nach SEIBEL et al. (1993)

zwei komplementäre Größen, die sich in der Beurteilung der skelettalen Homöostase

ergänzen und zusammen gemessen werden sollten. Eine Illustration der Entwicklung der

Knochendichte anhand von bildgebenden Verfahren erscheint in Anbetracht der nur kurzen

Applikationsdauer als nicht sinnvoll, da die tatsächliche Knochenmasse eine in der Regel sich

nur langsam verändernde Größe ist und somit nach einer 28-tägigen hPTH-Gabe keine

deutlichen Veränderungen in der Knochendichte zu erwarten sind. Zwar konnten

TOROMANOFF et al. (1998) bei Ratten schon nach einer 10-tägigen PTH-Applikation eine

signifikante Steigerung der Knochenmasse, -dichte und des Mineralgehaltes der Knochen

beobachten, jedoch sind bei Menschen Steigerungen der Knochendichte und Knochenmasse

erst nach einer 3-monatigen (Lendenwirbelsäule) bzw. 18-monatigen (Femurkopf)

Applikation beobachtet worden (KURLAND et al. 2000, ORWOLL et al. 2003).

V Diskussion

143

Der Plasmagehalt an intaktem PTH wurde im Rahmen dieser Studie analysiert, um einen

Effekt der exogenen PTH-Applikation auf die endogene PTH-Ausschüttung zu detektieren.

Eine Veränderung der gemessenen PTH-Werte durch die Applikation von hPTH (1-37) als

Fragment ist dabei weitestgehend auszuschließen, da bei dem in der eigenen Studie

eingesetzten RIA das biologisch intakte PTH (1-84) erfasst wird. Es wäre in zukünftigen

Studien von Interesse, neben der Quantifizierung des Plasmagehalts an intaktem PTH, eine

gleichzeitige Messung des N-terminalen Fragments durchzuführen, um mehr Informationen

über die Kinetik von hPTH (1-37) beim Pferd zu erhalten.

Die Bestimmung der Gehalte an anorganischem Phosphat, ionisiertem Calcium und

Gesamtcalcium im Blut erlaubte einen Einblick in die direkte Wirkung von hPTH auf den

Calcium- und Phosphorstoffwechsel. Werden die PTH-Rezeptoren der Osteoblasten

stimuliert, kommt es zu einer kurzzeitigen Mobilisation von Calcium und Phosphor aus dem

Knochen, was sich in erhöhten Plasma- bzw. Vollblut-Konzentrationen dieser Parameter

widerspiegeln kann. Bei einem Anstieg der Calcium- und Phosphor-Konzentration im Blut

kann es sich jedoch auch um einen PTH-bedingten direkten renalen oder indirekten

intestinalen Effekt handeln. Darüberhinaus kann die gefürchtete Komplikation der

Hypercalcämie kontrolliert werden.

Durch die Bilanzierung der Calcium- und Phosphorhomöostase konnten Rückschlüsse auf die

Wirkung der hPTH-Gabe auf die Niere und indirekt auf den Darm gezogen werden. Die

Bilanzierung von Calcium und Phosphor hat den Vorteil, dass Effekte der PTH-Applikation

auf den Calcium- und Phosphor-Haushalt aufgedeckt werden können. Bedauerlicherweise

gibt es zum heutigen Zeitpunkt noch keine ausführlichen Untersuchungen der Bilanzierung

von Calcium und Phosphor unter exogenem PTH-Einfluss bei Mensch und Ratte, so dass dies

einen interessanten Ansatzpunkt für weitere Studien auch beim Menschen darstellt.

Die Untersuchung des Magnesium-Stoffwechsels beim Pferd wäre in zukünftigen Studien zu

einer umfassenderen Darstellung der Vorgänge im Knochenstoffwechsel ebenfalls zu

berücksichtigen, da TOROMANOFF et al. (1998) in ihrer Untersuchung an Ratten einen

erhöhten Magnesiumanteil in den Femurknochen wie auch eine erhöhte intestinale Absorption

und renale Rückresorption von Magnesium aufzeigen konnten.

V Diskussion

144

2 Diskussion der Ergebnisse

2.1 Circadiane Rhythmik und postprandiale Kinetik

Betrachtet man den mittleren PTH-Gehalt (intaktes PTH) im Plasma, so konnten keine

diurnalen Schwankungen festgestellt werden. Tendenziell ließ sich in den ersten drei bzw.

vier Stunden nach Fütterung ein Abfall der Plasmakonzentration an intaktem Parathormon bei

Pferd I und IV erkennen, die beiden anderen Pferden zeigten jedoch keine Veränderungen der

PTH-Konzentration. In den folgenden Stunden bis zur erneuten Fütterung konnten keine

weitere Veränderungen der PTH-Konzentration bei den Pferden beobachtet werden. Der

Zeitpunkt der Fütterung kann laut SCHULZE et al. (2001) die Konzentration an PTH

beeinflussen, wobei im Rahmen dieser Untersuchung keine postprandiale Kinetik von

Parathormon beobachtet werden konnte. Bei einem Vergleich der PTH-Werte der einzelnen

Pferde untereinander ist eine breite individuelle Varianz auffällig (s. Abb. 31). Die Pferde

weisen zu unterschiedlichen Zeitpunkten hohe Konzentrationen an PTH im Plasma auf. Diese

Beobachtung spricht für das Vorhandensein einer pulsatilen PTH-Ausschüttung ähnlich der

von Menschen. Diese Ausschüttung scheint nicht an eine circadiane Rhythmik gebunden zu

sein.

Der Gehalt an ionisiertem Calcium wies in den ersten vier Stunden postprandial einen

Anstieg auf, fiel anschließend leicht ab und sistierte auf einem Niveau bis zwölf Stunden nach

der vorausgegangenen Fütterung. Berücksichtigt man die Korrelation zwischen Parathormon

und ionisiertem Calcium, so kann kein Zusammenhang zwischen diesen Parametern unter

Ruhebedingungen abgesichert werden. Zu dem gleichen Ergebnis kam auch ZAMHÖFER

(2001) in ihrer Untersuchung, SCHULZE (1998) dagegen beschreibt in seiner Studie einen

Zusammenhang zwischen den Parametern, jedoch erfolgt keine Darstellung der Korrelation

(s. Abb. 33).

Die Gesamtcalcium-Konzentration im Plasma zeigte weder zeitlich bedingte noch

postprandiale signifikante Veränderungen.

V Diskussion

145

0

20

40

60

80

100

120

0 4 8 12 16 20 24Zeit (h)

PTH

(pg/

ml)v

v

1,45

1,50

1,55

1,60

1,65

1,70

1,75

1,80

1,85

1,90

1,95

Ca+

+ (m

mol

/l)vv

PTH Ca++

0

20

40

60

80

100

120

0 4 8 12 16 20 24Zeit (h)

PTH

(pg/

ml)v

v1,45

1,50

1,55

1,60

1,65

1,70

1,75

1,80

1,85

1,90

1,95

Ca+

+ (m

mol

/l)vv

PTH Ca++

0

20

40

60

80

100

120

0 4 8 12 16 20 24Zeit (h)

PTH

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ml)v

v

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1,50

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1,95

Ca+

+ (m

mol

/l)vv

PTH Ca++

0

20

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0 4 8 12 16 20 24Zeit (h)

PTH

(pg/

ml)v

v

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1,50

1,55

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1,65

1,70

1,75

1,80

1,85

1,90

1,95

Ca+

+ (m

mol

/l)vv

PTH Ca++

Abbildung 31: Konzentration an PTH (pg/ml) im Plasma und ionisiertem Calcium

(mmol/l) im Vollblut der Einzelpferde im Verlauf von 24 Stunden bei

stündlicher Beprobung, ↑ gibt den Zeitpunkt der Fütterung an

V Diskussion

146

MARTIN et al. (1996) ermittelten bei Stuten, die mit einer calciumreichen Ration (45

g/Pferd/Tag) gefüttert wurden, niedrigere PTH-Werte (intaktes PTH) als bei Stuten, die

bedarfsangepasst mit Calcium in ihrer Ration (23 g/Pferd/Tag) versorgt wurden. Diese

Feststellung bestätigten SCHULZE et al. (2001) anhand eines PTH-Abfalls innerhalb der

ersten zwei Stunden nach Futteraufnahme bei vier Stuten. Die Höhe der täglichen Calcium-

Versorgung bzw. die Calcium-Bilanz der Pferde wurde jedoch in dieser Studie nicht ermittelt.

ZAMHÖFER (2002) beobachtete in ihrer Untersuchung bei zwei Pferden drei Stunden

postprandial einen Anstieg der PTH-Konzentration, während bei einem Pferd die

Konzentration deutlich abgenommen hat. Eine ausreichende Versorgung der Pferde mit 35 g

Calcium bei einem Bedarf von 25 g/Tag war sichergestellt.

In der eigenen Studie erhielten die Pferde eine Calciumzufuhr von 37,1 g/Tag bei einem

mittleren Bedarf von 23,7 g/Tag. Alle Pferde waren 40,2 % über den Bedarf mit Calcium

versorgt. Die Bestimmung der täglichen alimentären Calcium-Versorgung der Pferde ist für

die postprandialen Effekte der PTH-Konzentration insoweit von Bedeutung, da Calcium die

PTH-Sekretionsrate beeinflusst. Ist die Calcium-Versorgung der Tiere sehr hoch, so dass

innerhalb weniger Stunden postprandial ein starker Anstieg der Konzentration an Calcium im

Blut zu erwarten ist, ist gleichzeitig zu diesem Anstieg mit einem Abfall der PTH-Sekretion

zu rechnen, da zwischen diesen beiden Parametern ein negativer Rückkopplungsmechanismus

besteht.

SCHULZE et al. (2001) stellten, mit dem PTH-Abfall einhergehend, einen Anstieg des

ionisierten Calciums fest. ZAMHÖFER (2002) erfasste in ihrer Studie nur den Verlauf des

Gesamtcalciumspiegels und ermittelte bei zwei Pferden innerhalb der ersten drei Stunden

postprandial einen Anstieg der Gesamtcalciumkonzentration. Die Autorin vermutete

daraufhin einen gleichzeitigen Anstieg der Konzentration an ionisiertem Calcium, da bei

einem der beiden Pferde zudem ein Abfall der PTH-Konzentration zu beobachten war. Ein

Pferd zeigte einen PTH-Anstieg bei parallelem Anstieg des Gesamtcalciumgehaltes. Als

mögliche Ursache für den in dieser Untersuchung bei einigen Pferden beobachteten PTH-

Anstieg bei einem erhöhten Ca2+-Gehalt im Vollblut könnte eine Stressreaktion der Pferde auf

die Venenpunktion in Betracht gezogen werden. Durch Stress wird das sympathoadrenerge

System stimuliert und damit einhergehend die PTH-Sekretion erhöht.

V Diskussion

147

Es fällt auf, dass die Reaktion des PTHs in den unterschiedlichen Studien sehr variabel ist.

Dies wird auch durch die sehr große individuelle Variation des PTHs deutlich. So variierten

die in der eigenen Untersuchung gemessenen PTH-Werte zwischen 4,27 pg/ml (Pferd VI,

zwei Stunden postprandial) und 98,37 pg/ml (Pferd IV, unmittelbar vor der Fütterung). Auch

TORIBIO et al. (2001) beobachteten in ihrer Studie eine große Variationsbreite der PTH-

Werte bei Pferden. Die Autoren teilten anhand der Reaktion des PTH-Spiegels auf einen

Abfall der Calciumionenkonzentration ihre Probanden in Gruppen ein: Pferde mit einem

signifikanten Anstieg der PTH-Konzentration (High Responder). Pferde mit nur mäßigem

Anstieg der PTH-Konzentration (Moderate Responder) und Pferde ohne eine Veränderung

des PTH-Gehalts (Non Responder). Daraus lässt sich schließen, dass bei Pferden der

Feedback-Mechanismus zwischen Calcium und Parathormon individuell verschieden ist und

zwischen enger Kopplung und annähernder Unabhängigkeit der beiden Parameter

voneinander variiert.

Nicht nur die gemessenen PTH-Werte, auch die Plasmakonzentrationen von Osteocalcin,

PICP und ICTP zeigten große individuelle Unterschiede.

Eine Stunde nach Fütterung konnte bei drei (nach der ersten Fütterung) bzw. allen vier

Pferden (nach der zweiten Fütterung) ein Anstieg der Osteocalcinkonzentration im Plasma

beobachtet werden.

In der Literatur existieren nur wenige Angaben über das Auftreten fütterungsbedingter

Reaktionen des Osteocalcin-Gehaltes. Postprandiale Veränderungen der

Osteocalcinkonzentration konnten weder von LEPAGE et al. (1991) noch von ZAMHÖFER

(2002) eindeutig aufgedeckt werden. Die Fütterung scheint im Rahmen der eigenen

Untersuchung einen kurzfristigen Effekt in Form eines Anstiegs der Osteocalcinkonzentration

zu haben.

LEPAGE et al. (1991) und BLACK et al. (1999) berichten von diurnalen Schwankungen des

Osteocalcins mit Minimalwerten um 20.00 Uhr und Maximalwerten um 5.00 Uhr, wobei die

Pferde während dieser Studie bei Sonnenlicht gehalten wurden und somit die

Beleuchtungsdauer der Tageslänge entsprach.

V Diskussion

148

Die Beobachtungen der Autoren können nur bedingt im Rahmen dieser Untersuchung

bestätigt werden. Morgens um 6.00 Uhr wurde bei allen vier Pferden eine hohe

Osteocalcinkonzentration gemessen. Niedrige Werte konnten zu keinem einheitlichen

Zeitpunkt bei den Pferden festgestellt werden. HOPE et al. (1993) und GEOR et al. (1995)

stellten in ihren Untersuchungen jeweils keine Unterschiede in der Osteocalcinkonzentration

zur Tag- oder Nachtzeit fest. Die Autoren hielten die Pferde jedoch permanent bei künstlicher

Beleuchtung.

Eine postprandiale Kinetik von ICTP konnte in der Studie von ZAMHÖFER (2002) nicht

ermittelt werden, während Studien zu fütterungsbedingten Veränderungen von PICP beim

Pferd nicht existieren. Bei der Auswertung des Verlaufes der ICTP- und PICP-Konzentration

im Plasma ist ein postprandialer Effekt bei keinem der beiden Parameter zu erkennen. Bislang

ist keine Untersuchung zur Circadianrhythmik von ICTP oder PICP beim Pferd durchgeführt

worden. Im Rahmen der eigenen Untersuchung konnten keine tageszeitlich bedingten

Veränderungen der ICTP- und PICP-Konzentration ermittelt werden.

V Diskussion

149

2.2 Regulation des Ca-P-Haushaltes unter PTH-Applikation

Ca-P-Bilanz

Vom 14. bis zum 18. Applikationstag konnte im Vergleich zur Kontrollgruppe eine erhöhte

renale Elimination von Calcium beobachtet werden, die tendenziell auch noch vom 24. bis

zum 28. Applikationstag vorhanden war. Eine Veränderung der intestinalen Calcium-

Resorption

wie auch der fäkalen Calcium-Elimination war nicht festzustellen, so dass zwischen Tag 14

und 18 sowie Tag 24 und 28 der Applikationsphase eine reduzierte Calcium-Retention zu

verzeichnen war. Unter der hPTH (1-37)-Applikation wäre eine erhöhte intestinale

Absorptionsrate zu erwarten gewesen, da PTH beim Menschen und anderen Spezies indirekt

über Vitamin D eine vermehrte Resorption von Calcium im Darm bewirkt (SLOVIK et al.

1981, SUDA et al. 1990, TOROMANOFF et al. 1997). HARMEYER et al. (1992)

untersuchten in ihrer Studie die Bedeutung des Vitamin D-Stoffwechsels beim Pferd. Sie

applizierten drei Pferden einmalig Vitamin D (26 µmol/Tier) und konnten keine reaktiven

Veränderungen der intestinalen Calciumabsorption feststellen. Des Weiteren zeigte die

Vitamin-Applikation keinen Effekt auf die Konzentration von 1,25-Dihydroxy-Vitamin D

(1,25-(OH)2D) und 25-Hydroxy-Vitamin D und auf die renale 1-Hydroxylase-Aktivität. Die

Autoren beobachteten insgesamt eine per se sehr niedrige 1-Hydroxylase-Aktivität. In

verschiedenen Studien an Ratten konnte eine gesteigerte Retention von Calcium und

Phosphor unter Applikation von hPTH (1-34), die vor allem auf einer gesteigerten intestinalen

Absorptionsrate beruhte, beobachtet werden (SLOVIK et al. 1981, TOROMANOFF et al.

1997, RIOND et al. 1998, STEINER et al. 2001). Dies konnte bei Vitamin D-

supplementierten wie auch bei Vitamin D-unterversorgten Tieren beobachtet werden, so dass

eine Abhängigkeit von der nutritiven Versorgung mit Vitamin D bei ausreichender

Mineralstoffzufuhr ausgeschlossen wurde (TOROMANOFF et al. 1997). Bis vor einigen

Jahren wurde eine palliative Versorgung mit Vitamin D und dessen Metaboliten gefordert, da

eine der nachgewiesenen Hauptwirkungen der Applikation von Parathormon und dessen

synthetischen Fragmenten die Förderung der 1α-Hydroxylierung von 25-Hydroxy-Vitamin D

zu 1,25-Dihydroxy-Vitamin D (1,25-(OH)2D, Calcitriol) ist.

V Diskussion

150

Beruhend auf diesen Beobachtungen und den Ergebnissen der Studien von EL SHORAFA et

al. (1979) und BREIDENBACH et al. (1998) lässt sich vermuten, dass unter normalen

Bedingungen bei Pferden Vitamin D eine geringere Bedeutung als bei anderen

Haussäugetieren besitzt. So konnten EL SHORAFA et al. (1979) beobachten, das selbst bei

einem negativem Vitamin D-Haushalt und nicht vorhandener natürlicher Beleuchtung der

Pferde zwar rachitischen Veränderungen im Bereich des skelettalen System auftraten, diese

aber nicht stark ausgeprägt waren.

Da eine der Hauptwirkungen von Parathormon die Stimulation der 1α-Hydroxylierung von

25-Hydroxy-Vitamin D zu 1,25-Dihydroxy-Vitamin D (1,25-(OH)2D) ist, dies beim Pferd

aufgrund der geringen Bedeutung von Vitamin D aber keine Auswirkungen auf das

Absorptionsverhalten des Darmes hat, verändert sich die intestinale Calcium-Absorption

nicht. Mit diesen Feststellungen würde sich erklären lassen, warum in der vorliegenden Studie

keine Verbesserung der intestinalen Calciumabsorption unter hPTH (1-37)-Gabe eingetreten

ist.

Widersprüchlich erscheint die bei dieser Untersuchung ermittelte hochsignifikant erniedrigte

renale Elimination von Phosphor und die verstärkte Ausscheidung von Calcium über die

Niere unter hPTH (1-37)-Einfluss. Nicht nur in der Nebenschilddrüse, sondern auch entlang

des gesamten Nephrons von Ratten, besonders im basolateralen Bereich der Epithelzellen des

kortikalen Mittelstücks, konnten neben PTH-Rezeptoren auch Calcium-sensible Rezeptoren

lokalisiert werden (RICCARDI et al. 1998). Die renale Calcium-Reabsorption kann in diesem

Bereich, ähnlich wie in den distalen gewundenen Abschnitten der Nierenkanälchen, durch

Parathormon wie auch durch die extrazelluläre Calciumkonzentration gesteuert werden. PTH

generell steigert die tubuläre Rückresorption von Calcium und senkt die glomeruläre

Filtrationsrate (GFR) von Calcium, so dass ein Anstieg der extrazellulären Ca2+-

Konzentration erreicht wird. Chronisch hohe PTH-Konzentration führt jedoch zu einer

gesteigerten renalen Ausscheidung von Calcium. Dies widerspricht der in der eigenen

Untersuchung beobachteten erhöhten Ca-Ausscheidung über die Niere.

Hohe extrazelluläre Calciumionenkonzentrationen bewirken jedoch durch Bindung an CaR

und verschiedene second-messenger-Systeme eine erhöhte Ausscheidung von Calcium. Es ist

zu vermuten, dass bei Pferden die CaR für Calciumionen eine bessere Ansprechbarkeit und

somit einen stärkeren Einfluss auf die Ausscheidungsrate besitzen als die PTH-Rezeptoren.

V Diskussion

151

Folglich könnte trotz einer exogenen Hormongabe und somit einer hohen PTH-Konzentration

eine erhöhte renale Elimination von Calcium stattfinden.

Desgleichen kann als mögliche Ursache für diese gesteigerte renale Elimination eine zu hohe

Dosierung von hPTH (1-37) in Betracht gezogen werden, die indirekt über eine Aktivierung

von Osteoklasten zu einer Hypercalcämie führen könnte und somit die Ausscheidung von

Calcium zur Regulation der Ca-Homöostase begünstigen würde. Bei den in der eigenen

Studie eingesetzten Pferden konnte während der Applikationsdauer jeweils acht Stunden post

applicationem ein Anstieg der Konzentration an ionisiertem Calcium im Vollblut beobachtet

werden. Gegen eine vorliegende Osteoklastenaktivierung sprechen die im Plasma der Pferde

gemessenen Konzentrationen des Knochenabbaumarkers ICTP.

Ein weiterer Grund der erhöhten renalen Ca-Elimination könnte in einer alimentären Ca-

Überversorgung der Tiere liegen. TOROMANOFF et al. (1997) postulieren bei Ratten, dass

bei einer ausreichenden alimentären Versorgung genügend Calcium und Phosphor auf para-

bzw. transzellulärem Weg im Darm absorbiert und dem Knochenstoffwechsel zur Verfügung

gestellt werden kann. Untersuchungen beim Pferd zeigten, dass vorwiegend der Gehalt an

Calcium im Futter für die Absorption maßgeblich ist (CUDDEFORD et al. 1990). So können

Pferde selbst überschüssiges Calcium aus der Nahrung aufnehmen, wobei eine Regulation der

Calcium-Homöostase anschließend durch renale Elimination erfolgt. Im Rahmen der eigenen

Untersuchung sind die Pferde sowohl in der Kontroll- wie auch der Applikationsphase

konstant mit Calcium bedarfsüberschreitend versorgt worden. Es stellt sich allerdings die

Frage, inwieweit der Bedarf an Calcium gegebenenfalls bei der PTH-Applikation erhöht wird.

Die große Bedeutung einer ausreichenden Calcium- und Phosphor-Versorgung bestätigten

auch STEINER et al. (2001) in ihren Untersuchungen über den Einfluss einer niedrigen

Calcium- und Phosphor-Versorgung auf den anabolen Effekt der hPTH (1-38)-Gabe bei

weiblichen Ratten. Tiere, die nur unzureichend mit Calcium versorgt wurden, hatten zwar

verglichen mit den Kontrolltieren eine anabole Knochenstoffwechsellage, wiesen jedoch im

Vergleich mit ausreichend versorgten Tieren eine niedrigere Knochendichte und geringere

mechanische Belastbarkeit unter Hormongabe auf.

V Diskussion

152

RIOND et al. (1998) zeigten an Ratten eine von der Applikationsfrequenz und Dosis

abhängige renale Calcium- und Phosphor-Ausscheidung auf. Bei Ratten, denen innerhalb von

neun Stunden zwei- oder dreimal jeweils 50 µg/kg KM hPTH (1-38) appliziert wurde, konnte

im Vergleich zu einer einmaligen Hormongabe (50 µg/kg KM hPTH (1-38)) eine tendenziell

erhöhte renale Elimination von Calcium und Phosphor festgestellt werden, wobei die

intestinale Absorption dieser Parameter in dieser Studie bei allen drei Applikationsfrequenzen

signifikant erhöht war. Eine Dosisabhängigkeit der Calcium-Bilanz konnte von SLOVIK et

al. (1981) bestätigt werden. Die Autoren verabreichten Menschen in einer jeweils 18-tägigen

Studie hPTH (1-34) in unterschiedlichen Dosierungen. Dabei stellte sich heraus, dass die

Patientengruppe mit der höheren Dosis an hPTH (1-34) eine verbesserte Calcium-Retention

hatte, während die Gruppe mit der geringeren Dosis eine Erniedrigung der Calcium-Retention

aufzeigte.

Eine im Rahmen der eigenen Studie unter Applikationsbedingungen signifkant erniedrigte P-

Bilanz, die sich zum Teil im negativen Bereich befindet, ist vorwiegend auf eine signifikant

erhöhte fäkale Elimination zurückzuführen. Ein Ansatz zur Erklärung dieser unter hPTH (1-

37)-Applikation aufgetretenen Erhöhung der P-Ausscheidung mit dem Kot konnte in der

Literatur nicht gefunden werden, da der Effekt einer PTH-Gabe auf die intestinale P-

Absorption bisher kaum untersucht wurde.

PTH hat einen maßgeblichen Einfluss auf die renale Phosphor-Ausscheidung. Unter normalen

Bedingungen findet die Phosphor-Reabsorption aktiv entgegen eines elektrochemischen

Gradienten in den proximalen Tubuli der Niere unabhängig von PTH statt (HOCK et al.

2002). Die Reabsorption erfolgt zumeist auf transzellulärem Weg und ist abhängig von einer

niedrigen intrazellulären Calciumionenkonzentration, die von der basolateralen Na-K-ATPase

aufrechterhalten wird. Der Transport in die Zelle geschieht durch einen membrangebundenen

Natrium-Phosphat-Cotransporter (Npt2). PTH hat eine einschränkende Wirkung auf die

bereits begrenzte Phosphat-Rückresorptionskapazität der Niere (AGUS et al. 1981), deren

Ausprägung abhängig von der PTH-Rezeptordichte in diesen Bereichen ist.

PTH hat die Eigenschaft, über entsprechende second messenger die P-Ausscheidungsrate der

Niere zu erhöhen (PFISTER et al. 1998). Jedoch ist ebenfalls eine PTH-unabhängige

Regulation der renalen P-Ausscheidung durch die alimentäre Phosphor-Zufuhr nachgewiesen

V Diskussion

153

worden (TAKAHASHI et al. 1998). Der Phosphorgehalt im Futter bzw. die

Phosphoraufnahme hat einen direkten Einfluss auf die renale P-Elimination, die im

physiologischen Zustand unabhängig von Veränderungen der PTH- und Calcium-

Konzentration im Serum ist (HOCK et al. 2002). Eine hohe Phosphor-Zufuhr bewirkt eine

verminderte P-Reabsorption in der Niere und somit eine höhere renale P-Elimination. Wie

bereits diskutiert, ist in der eigenen Untersuchung die P-Versorgung nur unzureichend, so

dass der Einfluss der sehr niedrigen P-Zufuhr nicht abschließend eingeschätzt werden kann.

Im Gegensatz zu dieser klassischen Wirkung von PTH auf die Niere stehen die

Beobachtungen während der eigenen Untersuchung. Unter Applikation von hPTH (1-37)

konnte eine signifikante erniedrigte renale Elimination von Phosphor festgestellt werden. Als

Ursache hierfür kann eine nur sehr geringe PTH-Rezeptordichte in den betreffenden

Nierenabschnitten angenommen werden. Jedoch ist diese Erniedrigung der renalen P-

Ausscheidung sehr kritisch zu betrachten, da die renale P-Elimination auch unter

Kontrollbedingungen sehr niedrig war und es sich somit um ein Artefakt handeln könnte.

Im Rahmen dieser Studie konnte eine Ansprechbarkeit der Pferde auf die Hormongabe

nachgewiesen werden, jedoch gilt es in zukünftigen Studien, die Wirkung der hPTH-

Applikation zu optimieren. In folgenden Studien sollte ein für Pferde wirkungsoptimierter

Dosierungsbereich sowie eine Applikationsfrequenz ermittelt werden. Von großer Bedeutung

erscheint dabei eine Ermittlung der Relevanz der Calcium- und Phosphor-Versorgung sowie

des Vitamin D-Haushaltes begleitend zu der PTH-Applikation.

V Diskussion

154

2.3 Einfluss der hPTH-Gabe auf Ca, P, PTH und Knochenmarker im Blut als

Indikatoren für den Knochenstoffwechsel

Betrachtet man die während der 28-tägigen Applikationsdauer gemessenen Konzentration an

ionisiertem Calcium im Vollblut, so ist jeweils acht Stunden nach der Injektion ein Anstieg

der Calciumionenkonzentration im Vollblut während der gesamten Versuchsdauer zu

beobachten, der zum Teil auch statistisch abgesichert werden konnte.

Eine gefürchtete Komplikation bei der PTH-Gabe ist das Eintreten einer Hypercalcämie als

Folge der Applikation. In einigen humanmedizinischen Studien konnte unter einer

intermittierenden subcutanen hPTH-Applikation eine leichte vorübergehende Hypercalcämie

beobachtet werden, die aber in fast allen Fällen relativ schnell vom Organismus

gegenreguliert wurde (FINKELSTEIN et al. 1994, LANE et al. 2000, HODSMAN et al.

2000, NEER et al. 2001). Lediglich in zwei Studien normalisierte sich die Calcium-

Homöostase erst nach einer Reduktion der PTH-Dosis wieder (LANE et al. 1998, KURLAND

et al. 2000). In einer Studie an jungen männlichen Ratten infundierten HOCK und GERA

(1992) den Tieren hPTH (1-34) in einer Dosierung von 80 µg/kg KM. Die Tiere entwickelten

eine Hypercalcämie und verstarben. Eine Entgleisung der Calcium-Homöostase konnte in der

eigenen Untersuchung nicht festgestellt werden. Die temporär erhöhte Ca2+-Konzentration

normalisierte sich durch körpereigene Regulationsmechanismen kurzfristig, z.B. durch eine

erhöhte renale Elimination. Diese kurzfristige Erhöhung der Calciumionenkonzentration

deutet tendenziell auf katabole Vorgänge am Knochen, da bei einem Abbau von

Knochensubstanz Calciumionen in die Blutbahn freigesetzt werden. Der auf den

Knochenstoffwechsel katabole Effekt von PTH, der sich in Form einer Hypercalcämie bzw.

Erhöhung der Calciumionenkonzentration darstellte, wurde in einigen Studien beschrieben

(FINKELSTEIN et al. 1994, LANE et al. 1998, LANE et al. 2000).

Gegen einen knochenabbauenden Effekt der hPTH (1-37)-Applikation im Rahmen der

eigenen Untersuchung spricht jedoch die Gesamtcalciumkonzentration im Plasma. Betrachtet

man diese, so kann innerhalb der Applikationsphase wie auch im Vergleich zwischen

Applikations- und Kontrollphase keine signifikante Veränderung festgestellt werden.

Lediglich acht Stunden nach hPTH (1-37)-Applikation ist ein leicht erhöhter

Gesamtcalciumgehalt im Plasma vorhanden. Eine Veränderung der Gesamtcalcium-

V Diskussion

155

Konzentration unter der Hormonbehandlung ist trotz eines Anstiegs oder Abfalls der

Konzentration an ionisiertem Calcium im Vollblut nicht unbedingt zu erwarten, da das

ionisierte Calcium im Blut an Proteine und Salze gebunden oder entbunden werden kann,

ohne den Gesamtcalciumspiegel zu beeinflussen. Verdeutlicht wird dies auch durch eine

Betrachtung der Verteilung Ca2+/Gesamtcalcium, die in Abbildung 32 graphisch zum

Zeitpunkt 8 Stunden post injectionem bzw. gleicher Kontrollzeitpunkt am jeweils ersten

Beprobungstag der beiden Versuchphasen dargestellt ist.

50,00

52,00

54,00

56,00

58,00

60,00

62,00

64,00

66,00

68,00

70,00

Kontrolle PTH

Ver

teilu

ng C

a++/

Ges

amtc

alci

umvv

vm

Ca++ Gesamtcalcium

57,57 %

62,70 %

Abbildung 32: Verhältnis der mittleren Ca2+-Konzentration im Vollblut zu der

mittleren Gesamtcalciumkonzentration im Plasma 8 h post injectionem

am jeweils ersten Beprobungstag (n= 5 Pferde)

V Diskussion

156

In vielen bisher durchgeführten Untersuchungen zum anabolen Effekt einer PTH-Applikation

wurde die Ca2+-Konzentration bisher nicht berücksichtigt. Eine Intensivierung der

Einbeziehung dieses Parameters in folgenden Studien sollte überdacht werden.

Die Konzentration an anorganischem Phosphat im Plasma weist während des

Applikationszeitraums des Hormonfragments im Vergleich zur Kontrollphase ein leicht

erhöhtes Niveau auf. Dies ist als Auswirkung der Fragmentgabe auf den Knochenstoffwechsel

zu werten. Durch die Freisetzung von Calcium aus dem Knochen würde gleichzeitig auch

eine Mobilisation von Phosphat verursacht, da diese beiden Elemente als Salz gebunden im

Knochen gespeichert werden. Dies würde durch die signifikant erhöhte Konzentration an

anorganischem Phosphat im Plasma jeweils acht Stunden nach Applikation manifestiert

werden. Unmittelbar vor, 16 und 24 Stunden nach der Applikation befand sich die

Phosphatkonzentration auf einem konstanten Niveau, welches im Vergleich zu den

gemessenen Konzentrationen acht Stunden post applicationem signifikant niedriger war.

Da das Verhältnis des Ca-Anstiegs zu dem P-Anstieg nicht gleich ist, lässt sich schließen,

dass der dem Organismus zu Verfügung stehende Phosphor nicht aus der Knochensubstanz

mobilisiert wurde. Diese erscheint eher inaktiv.

Die tendenziell verringerte Konzentration des intakten Parathormons im Plasma acht Stunden

nach Applikation kann auf eine direkte wie auch indirekte Hemmung der endogenen PTH-

Freisetzung durch die Gabe des exogenen PTH-Fragments zurückgeführt werden.

COSMAN et al. (1998) ermittelten, dass selbst während einer dreijährigen intermittierenden

hPTH (1-34)-Gabe an postmenopausale Frauen keine dauerhafte Suppression der endogenen

PTH-Produktion vorlag, sondern lediglich eine kurzfristige Hemmung der endogenen PTH-

Sekretion eintrat. Da sich in einer Studie von LINDSAY et al. (1993) zehn bis zwölf Stunden

nach der täglichen hPTH-Applikation die Konzentration an exogenem hPTH (1-34) wieder

auf dem Ausgangsniveau befand, gingen die Autoren davon aus, dass dieser rapide Abfall des

zirkulierenden exogenen PTHs eine Erholung der Nebenschilddrüse zulässt. Anhand der

Ergebnisse ihrer Untersuchung gehen COSMAN et al. (1998) davon aus, dass eine

längerfristige intermittierende Gabe von PTH-Fragmenten keine Abschwächung der Wirkung

von einer hohen endogenen PTH-Konzentration auf die Zielorgane, wie die renale 1,25-

Dihydroxy-Vitamin D-Produktion und die renale Regulation des Phosphathaushaltes, bewirkt.

V Diskussion

157

Vielmehr lässt sich vermuten, dass die geringe Suppression der endogenen PTH-Sekretion für

die anabole Wirkung von hPTH von Bedeutung sein könnte. Durch eine kurzfristige

Suppression der endogenen PTH-Sekretion fällt dessen Blutkonzentration ab und demzufolge

würde auch die für PTH klassische, katabole Wirkung auf den Knochen aussetzen. Daraus

könnte ein Überwiegen der anabolen Prozesse im Knochenstoffwechsel resultieren.

Anhand der in dieser Studie aufgetretenen Veränderungen im Calcium- und Phosphor-

Haushalt liegt die Vermutung nahe, dass unter der Applikation von hPTH (1-37) katabole

Effekte auf den Knochenstoffwechsel stattfanden. Die „Entkopplungs-These“ wird durch die

nur geringen Veränderungen der Konzentration des Knochenresorptionsmarkers ICTP nicht

unterstützt, da keine signifikanten Veränderungen der ICTP-Konzentration im Plasma im

Vergleich der beiden Versuchsphasen eingetreten sind. Vergleichbare Daten zur Veränderung

des Knochenmarkers ICTP aus vorangegangenen Untersuchungen über die Effekte der hPTH-

Applikation konnten in der Literatur nicht gefunden werden, da sowohl bei Menschen wie

auch bei Ratten der Nachweis von Kollagen-Crosslinks (Pyridinolin und Desoxypyridinolin)

und Hydroxyprolin als Methode der Wahl zur biochemischen Bestimmung der

Knochenresorption anzusehen ist. Unter Applikation von hPTH konnte in verschiedenen

Studien ein Anstieg der Konzentrationen von Pyridinolin, Desoxypyridinolin und N-

Telopeptiden im Harn beobachtet werden (FINKELSTEIN et al. 1994, FINKELSTEIN et al.

1998, HODSMAN et al. 1997, LANE et al. 1998, LINDSAY et al. 1997, RITTMASTER et

al. 2000, KURLAND et al. 2000). Bei Betrachtung der Veränderungen des

Hydroxyprolingehaltes im Harn unter exogenem PTH-Einfluss zeigten sich in

vorangegangenen Untersuchungen kontroverse Ergebnisse. In einer Studie konnte ein Abfall

der Hydroxyprolin-Konzentration beobachtet werden (FUJITA et al. 1999), während sich in

drei Studien an Frauen mit Endometriose ein Anstieg der Konzentration eingestellt hat

(FINKELSTEIN et al. 1994, HODSMAN et al. 1997, FINKELSTEIN et al. 1998).

HODSMAN et al. (1990) konnten unter alleiniger PTH-Administration keine Veränderungen

der Hydroxyprolinausscheidung feststellen, wohingegen bei einer Kombinationstherapie von

PTH mit Calcitonin ein leichter Abfall des urinären Hydroxyprolingehalts eingetreten war.

Die Veränderungen der Konzentrationen der Knochenformationsmarker Osteocalcin und

PICP deuten dagegen auf das Eintreten anaboler Effekte der hPTH (1-37)-Gabe auf den

Knochenmetabolismus hin.

V Diskussion

158

Während der 28-tägigen Applikationsphase konnte am 1., 18., 24. und 28. Applikationstag

jeweils unmittelbar vor der Applikation eine signifikant erhöhte PICP-Konzentration im

Plasma analysiert werden. Jedoch haben die Veränderungen des PICPs nur eingeschränkte

Aussagekraft, da hier nur drei Pferde aufgrund fehlender Messdaten in die statistische

Auswertung einbezogen werden konnten.

In der Humanmedizin sind in Studien deutliche Veränderungen der PICP-Konzentration unter

einer intermittierenden PTH-Gabe beobachtet worden. So konnten HODSMAN et al. (1993)

nach 28 Tagen intermittierender Gabe des Hormonfragments PTH (1-34) bei 20 Frauen einen

Anstieg der mittleren PICP-Konzentration um 140% ermitteln. Eine Erhöhung in diesem

Ausmaß konnte in der eigenen Untersuchung nicht festgestellt werden, so dass, aller

Wahrscheinlichkeit nach, lediglich eine geringfügige Stimulation der knochenformativen

Prozesse stattgefunden hat, was in Übereinstimmung mit den Veränderungen der

Osteocalcinkonzentration steht.

Die Osteocalcin-Gehalte im Plasma waren während der 28-tägigen hPTH-Applikation jeweils

24 Stunden nach der Applikation bzw. auch unmittelbar vor der Applikation meist signifikant

erhöht. Daher ist anzunehmen, dass ein anaboler Effekt der Hormongabe auf den Knochen

eingetreten ist. Dies wird auch prinzipiell in der Literatur bestätigt, in der in zahlreichen

Studien ein deutlicher Anstieg der Osteocalcinkonzentration unter einer intermittierenden

Gabe von N-terminalen Parathormonfragmenten beschrieben wurde (FINKELSTEIN et al.

1994, COSMAN et al. 1998, LANE et al. 1998, KURLAND et al. 2000). In einer

Untersuchung an Osteoporose-erkrankten Frauen (n=20) beobachteten HODSMAN et al.

(1993) einen hochsignifikanten Anstieg des Serum-Osteocalcin-Gehaltes am Ende einer 28-

tägigen intermittierenden Applikationsphase von PTH (1-34) um 259%. Manifestiert wurde

diese biochemisch festgestellte Verbesserung der knochenaufbauenden Prozesse durch eine

histomorphometrisch gemessene fünffache Erhöhung der Knochendichte im Bereich des

Hüftknochens der Probandinnen. Osteocalcin war in dieser Studie der

Knochenformationsmarker, der am deutlichsten auf die PTH-Behandlung reagierte. Die

Autoren empfehlen die Bestimmung von Osteocalcin als die Methode der Wahl zur

Überprüfung von formativen Prozessen am Knochen, um Veränderungen im

Knochenstoffwechsel bei Osteoporose zu überwachen.

V Diskussion

159

Jedoch konnte in der eigenen Untersuchung ein Osteocalcinanstieg in einer solchen

Dimension nicht beobachtet werden (s. Abbildung 33). Betrachtet man die folgende

Abbildung 33, so zeigen alle Wertepaare, die oberhalb der Winkelhalbierenden liegen, eine

Erhöhung der Osteocalcinkonzentration unter der PTH-Applikation auf. Liegen die

Wertepaare auf der Linie, ist die gemessene Osteocalcinkonzentration während der PTH-Gabe

im Vergleich zur Kontrolle unverändert. Befindet sich das Wertepaar unterhalb der Linie, so

konnte unter Kontrollbedingungen eine höhere Osteocalcinkonzentration als zum gleichen

Zeitpunkt der Applikation gemessen werden.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30 40 50 60 70 80

OC-Kontrolle (ng/ml)

OC

-App

likat

ion

(ng/

ml)

cc

Abbildung 33: Wertepaare, gebildet aus Osteocalcinkonzentrationen zum selben

Zeitpunkt der Kontrolle bzw. Applikation der einzelnen Pferde (ng/ml,

n= 4 Pferde zu jeweils 20 Zeitpunkten und 1 Pferd zu 19 Zeitpunkten)

V Diskussion

160

LEPAGE et al. (1998) berechneten in einer Studie das Verhältnis von OC : ICTP zur besseren

Beurteilung des Knochenmetabolismus. Den Autoren erschien dieses Verhältnis ein besserer

Indikator für subklinische pathologische Vorgänge am Knochen zu sein, da das Verhältnis

unabhängig vom Alter und Geschlecht ist.

Bei einem Vergleich der Quotienten aus ICTP und Osteocalcin unter Kontroll- und

Applikationsbedingungen ist kein signifikanter Unterschied zu ermitteln (s. Abbildung 36).

Dies lässt erkennen, dass sich der Knochenstoffwechsel weder zugunsten von formativen

Prozessen noch in Richtung verstärkter resorptiver Vorgänge verschoben hat.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Quotient ICTP/OC Kontrolle

Quo

tient

ICT

P/O

C P

TH

-Gab

elll

Abbildung 34: Wertepaare, gebildet aus den ICTP/OC-Quotienten zum selben Zeitpunkt

der Kontrolle bzw. Applikation der einzelnen Pferde (ng/ml, n= 5 Pferde zu

jeweils 20 Zeitpunkten)

V Diskussion

161

Fasst man die in dieser Untersuchung festgestellten Veränderungen in der

Plasmakonzentration der Knochenformations- und -resorptionsmarker zusammen, so kann

man eine schwach ausgeprägte Stimulation der Knochenformation annehmen. Zwar sind in

Untersuchungen an Ratten schon nach einer zehntägigen Applikation von hPTH anabole

Veränderungen des Knochenstoffwechsels zu beobachten (TOROMANOFF et al. 1998), bei

Menschen und Hunden aber wurden erst nach einer längeren Applikationsdauer (28 Tage

bzw. drei Monate) signifikante Änderungen der Knochenmarkerkonzentrationen detektiert

(HODSMAN et al. 1993, LANE et al. 1998). Es ist durchaus denkbar, dass Pferde erst nach

einer längerfristigen Hormongabe deutliche Modifikationen im Knochenstoffwechsel, die

anhand von Konzentrationsänderungen der Knochenmarker aufgedeckt werden können,

aufweisen. Um dies abklären zu können, sollte in einer künftigen Studie ein längerfristiger

Applikationszeitraum in Erwägung gezogen werden.

In der eigenen Untersuchung wurde den Pferden ein heterologes, humanes PTH-Fragment

appliziert, so dass sich die Frage stellt, inwieweit dieses Fragment an equinen PTH-

Rezeptoren kompatibel und somit wirksam ist. Des Weiteren wurde die bei Menschen

angewandte Dosierung verabreicht, so dass weitere Untersuchungen, insbesondere Dosis-

Wirkungsstudien erfolgen müssen, um abschließend die Effekte der intermittierenden PTH-

Applikation beim Pferd beurteilen zu können.

Einen Überblick über die in der eigenen Untersuchung unter PTH-Gabe gemessenen

Konzentrationsänderungen der verschiedenen Parameter gibt Abbildung 35.

V Diskussion

162

Blut: Ca ↑, P ↑, intaktes PTH ↔

Abbildung 35: Konzentrationsänderungen der verschiedenen Parameter unter PTH-

Applikation,

fettgedruckte Veränderungen sind in Folgestudien wieder zu erwarten,

↑ gibt einen Konzentrationsanstieg an, ↓ stellt einen Konzentrationsabfall dar,

↔ spiegelt keine Konzentrationsveränderungen wider

Darm ↔

Blut: Ca ↑, P ↑, intaktes PTH ↔

Knochen: OC ↑, PICP ↑, ICTP ↑

Niere: Ca ↑, P ↓

V Diskussion

163

3 Abschließende Betrachtungen

Diese Untersuchung konnte keine klare Aussage über das Einsetzen von katabolen oder

anabolen Effekten bei einer täglichen intermittierenden subcutanen Injektion von hPTH (1-

37) in einer Dosierung von 0,5 µg/kg KM/Tag beim Pferd geben.

Allerdings bietet diese Untersuchung einen interessanten Ansatzpunkt für weitere Studien

über die Effekte und Einsatzmöglichkeiten von hPTH (1-37) oder anderen

Parathormonfragmenten, wie z.B. hPTH (1-34) oder ePTH-Fragment. Es gilt in einer künftig

durchzuführenden Sequenzierung von equinem PTH zu klären, welches Fragment mit dem

equinen, homologen PTH nahezu identisch ist und somit die höchstmögliche Wirkung

erzielen kann. Vergleichende Untersuchungen zwischen der Wirksamkeit von heterologen

und homologen PTH-Fragmenten beim Pferd stellen zukünftig zu untersuchende Aspekte dar.

Auch Studien über die Supplementierung verschiedener Ca- und P-haltigen Rationen während

der PTH-Applikation müssen in Folgeuntersuchungen berücksichtigt werden. Eventuell

vorliegende Unterschiede der Wirksamkeit von PTH-Fragmenten an gesundem und krankem

Knochen ist ein ebenfalls künftig zu klärender Gesichtspunkt.

Bei einer Ausreifung und Optimierung der anabolen Effekte der PTH-Gabe beim Pferd ist es

durchaus denkbar, PTH zur beschleunigten Heilung von Frakturen und Fissuren einzusetzen.

Eine palliative PTH-Therapie von Erkrankungen, die mit osteolytischen Prozessen verbunden

sind, wie z.B. Sesamoidose oder Podotrochleose, wäre ein ebenfalls möglicher Einsatzbereich

für die Anwendung von PTH in der Pferdemedizin.

Diese Studie stellt eine Pilotstudie zur Anwendbarkeit und Wirkung von PTH-Fragmenten bei

Pferden dar, die zu einer weiteren Erforschung dieses Gebietes anregen soll.

VI Zusammenfassung

164

VI Zusammenfassung

Kristina von Scheidt

Kurz- und mittelfristige Effekte der intermittierenden Applikation von humanem

Parathormon hPTH (1-37) auf den Calcium- Phosphor- und Knochenstoffwechsel

beim Pferd

Ziel dieser Studie war es, die kurz- und mittelfristigen Auswirkungen einer intermittierenden hPTH (1-37)-Gabe auf den Knochenstoffwechsel und den Calcium- und Phosphor-Haushalt beim Pferd zu untersuchen. Ein weiterer Aspekt dieser Studie war die Überprüfung des diurnalen Verlaufs und der postprandialen Kinetik der Parameter intaktes Parathormon, Osteocalcin, PICP, ICTP, ionisiertes Calcium, Gesamtcalcium und anorganisches Phosphat. Bei der Untersuchung der Circadianrhythmik und der postprandialen Effekte wurden vier Pferde mit einem Durchschnittsalter von 8 ±2,45 Jahre eingesetzt. Über einen Zeitraum von 24 Stunden erfolgte stündlich eine Blutprobenentnahme bei den Pferden. Zur Untersuchung der Verträglichkeit und der kurzfristigen Effekte der Applikation wurde vier Stuten zwischen zwei und 15 Jahren einmal täglich über einen Zeitraum von vier Tagen hPTH (1-37) in einer Dosierung von 0,5 µg/ kg KM subcutan appliziert. Den Pferden wurden zweimal täglich, in einem je zwölfstündigen Abstand, Blutproben entnommen. Das Hormonfragment wurde direkt im Anschluss an die erste täglich Probenentnahme appliziert. Fünf Traberwallachen im Alter zwischen zwei und 21 Jahren (Durchschnittsalter: 10 ±7,0 Jahre) wurde täglich 0,5 µg/ kg KM hPTH (1-37) über einen Zeitraum von 28 Tagen subcutan injiziert. Den Pferden ist im Verlauf dieser Applikationsphase an fünf Beprobungstagen (Tag 1, 14, 18, 24 und 28 der Applikation) jeweils viermal täglich in einem achtstündigen Intervall Blut entnommen worden, wobei die erste Blutentnahme des jeweiligen Beprobungstages unmittelbar vor der Injektion des Hormonfragments stattfand. Dem Applikationszeitraum wurde eine 28-tägige Kontrollperiode vorausgeschaltet, in der den Pferden zu den gleichen Zeitpunkten wie während der Applikationsphase Blutproben entnommen wurden. Zum Auffangen des von den Tieren abgesetzten Kots und Harns zur Ermittlung der Calcium- und Phosphor-Bilanz trugen die Pferde während der zweiten Hälfte der beiden Untersuchungsphasen Sammelgeschirre.

VI Zusammenfassung

165

Folgende Parameter wurden bestimmt: - Blut: Intaktes Parathormon, Osteocalcin, PICP, ICTP, ionisiertes Calcium, Gesamtcalcium, anorganisches Phosphat, pH-Wert (in allen Versuchsphasen) - Kot und Harn: Calcium, Phosphor (nur 2.Hälfte der Untersuchung der mittelfristigen Effekte) Folgende Ergebnisse wurden erzielt: Circadianrhythmik

1. Die mittlere Konzentration an ionisertem Calcium im Vollblut stieg innerhalb von vier Stunden nach den Fütterungen signifikant an (p<0,05).

2. Weder die mittlere Plasmakonzentration an intaktem Parathormon noch die mittleren Konzentrationen von Osteocalcin, PICP, ICTP, Gesamtcalcium und anorganischem Phosphat im Plasma sowie der mittlere pH-Wert wiesen eine circadiane Rhythmik oder postprandiale Kinetik auf (Zeit n.s).

Mittelfristige Effekte der hPTH (1-37)-Applikation:

1. Die mittlere Calciumretention war mit 4,24 ±7,42 mg/kg KM/Tag zwischen Tag 14 und Tag 18 der Applikationsphase verglichen zum gleichen Zeitraum der Kontrollphase mit 17,36 ±8,99 mg/kg KM/Tag signifikant (p<0,05) niedriger. Im Vergleich zur Kontrollgruppe konnte der Abfall der Calciumbilanz im Untersuchungszeitraum zwischen dem 24. und 28. Applikationstag statistisch nicht mit p<0,05 abgesichert werden. Veränderungen der Calciumaufnahme oder der fäkalen Elimination von Calcium konnten nicht beobachtet werden.

2. Unter der Gabe von hPTH (1-37) konnte zwischen Tag 14 und 18 sowie zwischen Tag 24 und 28 eine signifikante Erhöhung der Phosphorretention festgestellt werden (p<0,05). Gleichzeitig konnte eine signifikante Einschränkung der renalen Phosphorelimination beobachtet werden (p<0,05). Durch eine vermehrte fäkale Elimination von Phosphor zwischen Tag 14 und 18 der Applikation (p<0,05) erniedrigte sich die Phosphorretention in diesem Zeitraum signifikant im Vergleich zur Kontrollgruppe.

VI Zusammenfassung

166

3. Zu den einzelnen Beprobungszeitpunkten konnten keine signifikanten

behandlungsbedingten Unterschiede der intakten PTH-Konzentration ermittelt werden.

4. Am ersten und 28. Applikationstag konnte acht Stunden post injectionem ein Anstieg der Konzentration an ionisiertem Calcium im Vollblut festgestellt werden (Behandlung p<0,05, Zeit p<0,05). Dieser Anstieg war innerhalb der Applikationsgruppe auch an den anderen Beprobungstagen zu diesem Zeitpunkt tendenziell zu erkennen, konnte aber statistisch nicht abgesichert werden. Eine im Vergleich zur Kontrollphase erniedrigte Ca2+-Konzentration konnte am 14. und 24. Behandlungstag unmittelbar vor der Applikation beobachtet werden (Behandlung p<0,05, Zeit n.s.).

5. Die Gesamtcalciumkonzentration im Plasma zeigte während der Versuchsphase keine signifikanten Veränderungen zwischen der Kontroll- und Versuchsgruppe auf (Behandlung n.s.).

6. Jeweils acht Stunden nach der hPTH (1-37)-Applikation konnte eine signifikante behandlungsbedingte Erhöhung der Plasmakonzentration an anorganischem Phosphat beobachtet werden (p<0,05). Während des ersten Applikationstages war während der drei Beprobungszeitpunkte nach der PTH-Applikation die P-Konzentration im Vergleich zur Kontrollgruppe mit p<0,05 signifikant erhöht.

7. Im Verlauf der 28-tägigen Applikationsphase konnte jeweils 24 Stunden nach Applikation sowie an den Applikationstagen 14 und 18 auch unmittelbar vor der Injektion, verglichen mit der Kontrollgruppe, eine erhöhte Osteocalcinkonzentration ermittelt werden (p<0,05).

8. Unmittelbar vor der erneuten Applikation von hPTH (1-37) konnte eine erhöhte PICP-Konzentration an den Beprobungstagen 1, 18, 24 und 28 ermittelt werden. Am 18. und 28. Applikationstag wiesen die 16 Stunden post injectionem gemessenen PICP-Konzentrationen im Vergleich zur Kontrollgruppe ebenfalls signifikant erhöhte Werte auf. Acht Stunden nach Applikation konnte an drei Applikationstagen (Tag 14, 24 und 28) ein signifikanter Abfall der Konzentration beobachtet werden, der auch an den beiden anderen Beprobungstagen festgestellt, jedoch an diesen Tagen statistisch nicht abgesichert werden konnte.

9. Ein behandlungsbedingter Unterschied mit p<0,05 konnte nur am 18. Applikationstag 16 und 24 Stunden nach der Injektion in Form eines Anstieges der ICTP-Konzentration im Plasma beobachtet werden.

VI Zusammenfassung

167

Die Ca-P-Bilanz sowie der Knochenstoffwechsel werden durch eine intermittierende Gabe von hPTH (1-37) beim Pferd stimuliert, wobei keine eindeutige Aussage über katabole bzw. anabole Effekte zu treffen ist.

VII Summary

168

VII Summary

Kristina von Scheidt

Short- and medium-term effects of intermittent human parathyroid hormone (1-37)

administration on calcium, phosphorus and bone metabolism in horses

The aim of this study was to investigate the influence of an intermittent administration of

human parathyroid hormone (1-37) on bone metabolism, calcium and phosphorus

homeostasis in horses under standardized conditions. Another aspect of this study was the

determination of diurnal variation and postprandial kinetic of the following parameters: intact

parathyroid hormone, osteocalcin, PICP, ICTP, ionized blood calcium, total plasma calcium

and inorganic phosphorus.

To investigate diurnal variation four Standardbred trotter geldings (average age: 8 ±2.45

years) were used. Over a duration of 24 hours blood was collected every hour.

Further on hPTH (1-37) in a dosage of 0.5 µg/kg body mass/day was applicated subcutaneous

daily to four two- to 15-year-old studs (average age: 10 ±5.9 years) over a period of four days

to investigate tolerance and short-term effects of the administration. Blood samples were

collected twice a day during this application period.

Five Standardbred trotter geldings at the age of two to 21 years (average age: 10 ±7.0 years)

got a daily subcutaneous injection of 0.5 µg hPTH (1-37)/kg body weight over a period of 28

days. Blood samples were collected four times a day every 8 hours on day 1, 14, 18, 24 and

28 of the application period. The first sample collection of each day was directly prior to

hPTH (1-37)-application. Previous to the application period a control period with the same

provocal length has been carried out. To collect the faeces and urine the horses wore a

collecting harness during the second half of both testing periods.

VII Summary

169

Following parameters were analyzed:

- blood: intact parathyroid hormone, osteocalcin, PICP, ICTP, ionized calcium,

total plasma calcium, inorganic phosphorus, pH (all testing periods)

- urine and faeces: calcium, phosphorus (only 2nd half of examination of medium-term

effects)

The following results were obtained:

Diurnal variations and postprandial kinetics:

1. An increase of mean ionized blood calcium concentration could be observed within

four hours after feeding (p<0.05).

2. There were no alterations in mean plasma concentration of intact PTH, osteocalcin,

PICP, ICTP, total plasma calcium and anorganic phosphate.

Medium-term effects of hPTH (1-37) application:

1. A significant decrease of mean calcium retention compared with control period could

be observed on day 14 till 18 of application period. Renal calcium elimination was

significantly increased at the same time, but there were no differences in faecal

elimination or calcium intake coming along with.

2. Between day 14 and 18 and also day 24 and 28 of application, the phosphorus

retention was increased (p<0.05). Simultaneously, a significant decrease of renal

phosphorus elimination was detected. Based on an increased faecal phosphorus

elimination the phosphorus retention was significantly lower between day 14 till 18 of

application period compared with day 14 to 18 of control period.

3. During the entire testing period of 28 days, no significant changes in intact PTH

concentration could be determined.

4. On the first and 28th application day a significant increase of ionized blood calcium

could be found eight hours after administration. In comparison with control group a

lowered (p<0.05) ionized blood calcium concentration could be seen under application

on day 14 and 24 just before administration of hPTH (1-37).

5. Total plasma calcium concentration did not show up any significant differences

between control and application group during the whole testing period.

VII Summary

170

6. On each day of application eight hours post injectionem a significant increase of

inorganic phosphorus plasma concentration was noticed. Also on every sample time

of the first day of application a significant increase of inorganic phosphorus could be

determined.

7. Osteocalcin plasma concentration was increased significantly 24 hours post

injectionem on every application day. On day 14 and 18 of application this increase

was also present just before hPTH administration.

8. In the course of the 28 days of administration, PICP plasma concentration was

increased immediately before hPTH injection on each testing day. At application day

18 and 28 an increase of PICP plasma concentration could be observed 16 hours post

injectionem whereas on days 14, 24 and 28 of administration PICP plasma

concentration was lowered in comparison with control period (p<0.05).

9. Only at the 18th administration day a significant increase of plasma ICTP

concentration was detected 16 and 24 hours after application.

A moderate medium-term effect of hPTH (1-37) administration on bone metabolism and

Ca-P-balance could be observed although the conclusions about anabolic or catabolic

processes remained open.

VIII Literaturverzeichnis

171

VIII. Literaturverzeichnis

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IX Anhang

211

1 Circadiane Rhythmik und postprandiale Effekte

Tabelle I a-h: Circadiane Rhythmik

Tabelle I a: Intaktes PTH im Plasma (pg/ml, Einzelwerte, Mw ±SD) im Verlauf von 24

Stunden

Zeit (h)

Pferd I (11-jähr.)

Pferd III (8-jähr.)

Pferd IV (8-jähr.)

Pferd VI (5-jähr.) Mw ± SD

0 59,98 22,29 98,37 40,80 55,36 ± 32,54 a 1 7,36 44,42 21,04 12,49 21,33 ± 16,39 b 2 23,43 10,10 7,77 4,27 11,39 ± 8,37 b 3 12,07 14,99 10,01 11,75 12,21 ± 2,07 b 4 63,08 53,77 10,80 15,70 35,84 ± 26,43 a 5 41,06 12,63 22,54 4,41 20,16 ± 15,78 b 6 16,97 13,29 11,17 7,00 12,11 ± 4,16 b 7 14,87 13,72 32,62 10,16 17,84 ± 10,05 b 8 36,50 20,79 61,75 10,70 32,43 ± 22,24 ab 9 15,14 11,93 18,28 7,23 13,14 ± 4,72 b 10 10,43 17,39 47,36 10,37 21,39 ± 17,62 b 11 23,59 14,18 18,72 29,32 21,45 ± 6,50 b 12 24,12 12,96 84,93 11,87 33,47 ± 34,75 b 13 17,38 36,97 26,86 22,36 25,89 ± 8,34 b 14 11,19 11,89 14,36 15,90 13,34 ± 2,18 b 15 46,71 9,08 26,82 39,19 30,45 ± 16,44 b 16 38,75 6,38 23,21 23,26 22,90 ± 13,22 b 17 8,93 23,87 24,35 13,55 17,67 ± 7,67 b 18 56,25 16,61 27,42 12,31 28,15 ± 19,78 b 19 30,30 10,83 22,01 14,32 19,36 ± 8,66 b 20 56,42 9,25 27,69 11,27 26,16 ± 21,80 b 21 54,45 12,78 17,69 34,51 29,86 ± 18,85 b 22 40,75 22,12 42,62 91,87 49,34 ± 29,83 a 23 49,88 15,08 44,40 23,93 33,32 ± 16,51 ab 24 10,53 11,55 44,44 7,85 18,59 ± 17,30 b

Unterschiedliche Kleinbuchstaben kennzeichnen signifikante Zeiteffekte (p<0,05)

Fütterung

Fütterung

212

Tabelle I b: Osteocalcin im Plasma (ng/ml, Einzelwerte, Mw ±SD) im Verlauf von 24

Stunden

Zeit (h) Pferd I (11-jähr.)


Pferd IV (8-jähr.)

Pferd VI (5-jähr.) Mw ±SD

0 30,00 30,00 22,00 32,00 28,50 ±4,43 a 1 38,00 32,00 19,00 38,00 31,75 ±8,96 a 2 33,00 35,00 21,00 32,00 30,25 ±6,29 a 3 31,00 31,00 22,00 32,00 29,00 ±4,69 a 4 31,00 30,00 17,00 29,00 26,75 ±6,55 a 5 30,00 30,00 16,00 33,00 27,25 ±7,63 a 6 31,00 29,00 15,00 31,00 26,50 ±7,72 a 7 34,00 28,00 14,00 32,00 27,00 ±9,02 a 8 32,00 26,00 16,00 33,00 26,75 ±7,80 a 9 30,00 28,00 18,00 29,00 26,25 ±5,56 a 10 31,00 26,00 15,00 36,00 27,00 ±8,98 a 11 35,00 29,00 18,00 28,00 27,50 ±7,05 a 12 32,00 30,00 19,00 36,00 29,25 ±7,27 a 13 35,00 35,00 21,00 40,00 32,75 ±8,18 b 14 38,00 32,00 17,00 32,00 29,75 ±8,96 a 15 30,00 29,00 19,00 31,00 27,25 ±5,56 a 16 33,00 28,00 14,00 28,00 25,75 ±8,18 a 17 32,00 35,00 16,00 34,00 29,25 ±8,92 a 18 31,00 30,00 18,00 31,00 27,50 ±6,35 a 19 32,00 27,00 21,00 32,00 28,00 ±5,23 a 20 36,00 33,00 18,00 30,00 29,25 ±7,89 a 21 33,00 33,00 22,00 35,00 30,75 ±5,91 a 22 38,00 34,00 21,00 34,00 31,75 ±7,41 b 23 41,00 32,00 14,00 31,00 29,50 ±11,27 a 24 32,00 35,00 19,00 32,00 29,50 ±7,14 a


Fütterung

Fütterung

IX Anhang

213

Tabelle I c: PICP im Plasma (µg/l, Einzelwerte, Mw ±SD) im Verlauf von 24 Stunden

Zeit (h)

Pferd I (11-jähr.)


Pferd IV (8-jähr.)


0 259,34 278,47 285,73 503,88 331,86 ±115,22 a 1 280,35 278,35 348,96 590,38 374,51 ±147,61 b

2 275,00 297,07 328,67 538,80 359,89 ±121,29 ab 3 248,25 300,48 352,65 610,11 377,87 ±160,59 b 4 274,14 280,61 333,33 532,41 355,12 ±121,13 a 5 254,67 301,63 299,41 534,62 347,58 ±126,55 a 6 250,71 321,69 354,38 524,49 362,82 ±116,14 a 7 267,53 282,87 326,26 523,87 350,13 ±118,47 a 8 274,14 302,10 363,45 533,99 368,42 ±116,51 b 9 264,62 289,79 367,04 486,19 351,91 ±99,56 a 10 289,20 299,88 327,57 487,82 351,12 ±92,56 a 11 246,87 300,35 311,64 535,83 348,67 ±127,93 a 12 251,73 333,33 329,63 540,77 363,86 ±123,80 a 13 281,29 315,64 354,30 524,21 368,86 ±107,78 b

14 265,27 286,14 367,28 548,41 366,77 ±128,84 b 15 264,32 300,11 350,05 533,01 361,87 ±119,39 a 16 260,03 292,79 322,99 555,52 357,83 ±134,28 a 17 245,65 288,69 324,22 542,26 350,20 ±132,00 a 18 255,19 284,52 330,00 533,01 350,68 ±125,39 b 19 266,10 337,83 320,11 585,55 377,40 ±142,08 a 20 232,79 285,28 303,66 524,01 336,44 ±128,61 a 21 261,38 310,32 299,74 515,16 346,65 ±114,29 ab 22 237,00 281,35 302,17 535,54 339,01 ±133,81 a 23 379,37 304,13 313,88 590,38 396,94 ±133,22 c 24 255,76 330,22 306,25 565,43 364,41 ±137,56 ab


Fütterung

Fütterung

214

Tabelle I d: ICTP im Plasma (µg/l, Einzelwerte, Mw ±SD) im Verlauf von 24 Stunden

Zeit (h)

Pferd I (11-jähr.)


Pferd IV (8-jähr.)


0 11,17 9,42 7,87 10,07 9,63 ±1,38 ab 1 10,86 9,15 7,81 11,86 9,92 ±1,80 a 2 9,12 8,91 7,64 10,23 8,98 ±1,06 abc 3 8,95 9,90 7,69 10,17 9,18 ±1,12 abc 4 8,30 8,11 7,98 10,20 8,65 ±1,04 bc 5 8,41 9,12 8,06 10,18 8,94 ±0,94 abc 6 8,69 8,94 8,05 10,09 8,94 ±0,85 abc 7 7,79 10,07 7,67 9,70 8,81 ±1,25 bc 8 7,49 8,10 8,37 10,94 8,73 ±1,52 bc 9 8,14 7,50 6,60 10,69 8,23 ±1,75 c 10 8,90 7,67 6,97 11,53 8,77 ±2,01 bc 11 8,39 8,57 7,88 11,87 9,18 ±1,82 abc 12 8,31 8,84 7,67 10,81 8,91 ±1,35 abc 13 9,55 8,13 7,96 11,21 9,21 ±1,51 abc 14 9,36 8,54 7,48 12,02 9,35 ±1,94 ab 15 10,85 8,30 8,75 11,62 9,88 ±1,60 ac 16 9,53 8,81 8,69 12,14 9,79 ±1,61 ac 17 9,58 9,04 9,14 11,88 9,91 ±1,34 ac 18 9,09 9,27 8,50 11,87 9,68 ±1,49 ab 19 9,13 9,32 8,11 11,76 9,58 ±1,54 ab 20 8,81 9,06 8,19 11,39 9,36 ±1,40 ab 21 9,16 9,31 7,29 11,17 9,23 ±1,58 abc 22 11,01 8,65 7,62 8,50 8,95 ±1,45 abc 23 9,08 7,72 7,21 10,10 8,53 ±1,31 c 24 9,23 8,07 7,48 11,31 9,02 ±1,69 abc


Fütterung

Fütterung

IX Anhang

215

Tabelle I e: Gesamtcalcium im Plasma (mmol/l, Einzelwerte, Mw ±SD) im Verlauf von 24

Stunden

Zeit (h)

Pferd I (11-jähr.)


Pferd IV (8-jähr.)


0 2,90 3,07 2,68 3,34 3,00 ±0,28 ab 1 2,72 3,35 2,87 3,05 3,00 ±0,27 ab 2 2,58 2,83 2,83 3,28 2,88 ±0,29 a 3 2,76 3,44 3,35 3,41 3,24 ±0,32 bc 4 2,74 3,61 3,48 3,48 3,33 ±0,40 ac 5 2,55 3,54 3,49 3,56 3,28 ±0,49 bc 6 2,35 3,53 3,04 3,40 3,08 ±0,53 ab 7 2,68 3,80 3,25 3,30 3,26 ±0,46 bc 8 3,03 3,57 3,01 3,47 3,27 ±0,29 bc 9 3,44 3,25 2,73 3,54 3,24 ±0,36 bc 10 2,62 3,52 3,17 3,05 3,09 ±0,37 ab 11 2,57 3,11 3,13 3,53 3,09 ±0,39 ab 12 2,97 3,37 3,81 3,62 3,44 ±0,36 ab 13 2,78 3,44 3,12 3,26 3,15 ±0,28 abc

14 2,74 3,56 3,10 3,58 3,24 ±0,40 bc 15 2,71 3,53 3,12 3,96 3,33 ±0,54 bc 16 2,69 3,67 2,59 3,34 3,07 ±0,52 ab 17 2,93 3,20 2,85 3,55 3,14 ±0,32 abc

18 2,88 2,62 3,28 3,05 2,96 ±0,28 ab 19 2,53 3,19 3,12 3,01 2,97 ±0,30 ab 20 2,82 3,23 3,04 3,62 3,18 ±0,34 abc

21 3,01 3,39 3,71 3,71 3,46 ±0,33 c 22 2,92 3,69 3,17 3,21 3,25 ±0,32 bc 23 2,90 3,21 2,75 2,67 2,88 ±0,24 a 24 3,13 3,33 3,27 3,58 3,33 ±0,19 bc


Fütterung

Fütterung

216

Tabelle I f: Ionisiertes Calcium im Vollblut (mmol/l, Einzelwerte, Mw ±SD) im Verlauf von

24 Stunden

Zeit (h)

Pferd I (11-jähr.)


Pferd IV (8-jähr.)


0 1,75 1,78 1,59 1,68 1,70 ±0,08 a 1 1,83 1,72 1,71 1,68 1,74 ±0,07 a 2 1,75 1,81 1,70 1,80 1,77 ±0,05 b 3 1,76 1,84 1,78 1,74 1,78 ±0,04 b 4 1,82 1,84 1,77 1,76 1,80 ±0,04 b 5 1,72 1,85 1,75 1,78 1,78 ±0,06 b 6 1,76 1,82 1,76 1,78 1,78 ±0,03 b 7 1,72 1,83 1,76 1,74 1,76 ±0,05 b 8 1,79 1,81 1,74 1,82 1,79 ±0,04 b 9 1,68 1,82 1,82 1,79 1,78 ±0,07 b 10 1,79 1,83 1,77 1,76 1,79 ±0,03 b 11 1,81 1,84 1,74 1,74 1,78 ±0,05 b 12 1,78 1,83 1,73 1,72 1,77 ±0,05 b 13 1,75 1,70 1,75 1,61 1,70 ±0,07 a 14 1,72 1,86 1,75 1,72 1,76 ±0,07 b 15 1,69 1,86 1,82 1,68 1,76 ±0,09 b 16 1,79 1,89 1,78 1,77 1,81 ±0,06 b 17 1,79 1,88 1,78 1,78 1,81 ±0,05 b 18 1,80 1,83 1,75 1,79 1,79 ±0,03 b 19 1,76 1,90 1,77 1,78 1,80 ±0,07 b 20 1,71 1,85 1,74 1,75 1,76 ±0,06 b 21 1,73 1,83 1,80 1,79 1,79 ±0,04 b 22 1,71 1,86 1,72 1,74 1,76 ±0,07 ab 23 1,68 1,83 1,74 1,73 1,75 ±0,06 ab 24 1,75 1,75 1,70 1,81 1,75 ±0,05 ab


Fütterung

Fütterung

IX Anhang

217

Tabelle I g: Anorganisches Phosphat im Plasma (mmol/l, Einzelwerte, Mw ±SD) im Verlauf

von 24 Stunden

Zeit (h)

Pferd I (11-jähr.)


Pferd IV (8-jähr.)


0 0,84 0,92 1,40 0,66 0,95 ± 0,32 a 1 1,09 1,10 1,17 0,69 1,01 ± 0,22 ab 2 0,83 0,92 1,13 0,54 0,85 ± 0,24 a 3 0,84 0,83 1,39 0,64 0,92 ± 0,32 a 4 1,25 0,91 1,53 0,62 1,08 ± 0,40 ab 5 0,76 1,06 0,96 0,66 0,86 ± 0,18 a 6 0,87 0,85 1,18 0,55 0,86 ± 0,26 a 7 1,26 0,86 0,92 0,62 0,92 ± 0,26 a 8 0,89 0,88 1,13 0,66 0,89 ± 0,19 a 9 0,75 0,94 0,81 0,63 0,78 ± 0,13 ac 10 0,66 0,83 0,85 0,73 0,77 ± 0,09 ac 11 0,64 1,01 1,37 0,87 0,97 ± 0,30 abc 12 0,77 1,13 0,95 0,52 0,84 ± 0,26 ac 13 1,52 1,10 1,28 0,85 1,19 ± 0,28 a 14 0,55 1,10 1,25 0,77 0,92 ± 0,32 a 15 0,62 1,26 0,98 0,70 0,89 ± 0,29 a 16 0,66 1,10 1,04 0,71 0,88 ± 0,23 a 17 1,05 0,98 1,13 0,81 0,99 ± 0,14 a 18 0,62 0,89 0,98 0,74 0,81 ± 0,16 a 19 0,64 0,96 1,11 0,79 0,87 ± 0,21 a 20 0,82 1,20 1,04 0,75 0,95 ± 0,21 a 21 0,85 0,85 1,25 0,77 0,93 ± 0,22 a 22 0,95 0,72 1,18 0,81 0,92 ± 0,20 a 23 1,00 0,93 1,14 0,83 0,97 ± 0,13 abc 24 0,94 0,96 1,20 0,83 0,98 ± 0,16 abc


Fütterung

Fütterung

218

Tabelle I h: pH-Werte im Vollblut (Einzelwerte, Mw ±SD) im Verlauf von 24 Stunden

Zeit (h)

Pferd I (11-jähr.)


Pferd IV (8-jähr.)


0 7,47 7,45 7,43 7,47 7,46 ± 0,02 a 1 7,45 7,42 7,45 7,39 7,43 ± 0,03 ab 2 7,44 7,41 7,45 7,44 7,44 ± 0,02 ab 3 7,43 7,45 7,42 7,37 7,42 ± 0,03 b 4 7,46 7,44 7,44 7,40 7,44 ± 0,03 ab 5 7,44 7,44 7,42 7,40 7,43 ± 0,02 b 6 7,43 7,44 7,39 7,42 7,42 ± 0,02 b 7 7,42 7,45 7,41 7,40 7,42 ± 0,02 b 8 7,45 7,43 7,41 7,42 7,43 ± 0,02 ab 9 7,40 7,41 7,46 7,43 7,43 ± 0,03 b 10 7,44 7,44 7,45 7,43 7,44 ± 0,01 ab 11 7,43 7,44 7,44 7,46 7,44 ± 0,01 ab 12 7,43 7,44 7,43 7,43 7,43 ± 0,00 ab 13 7,44 7,42 7,46 7,37 7,42 ± 0,04 b 14 7,39 7,45 7,44 7,41 7,42 ± 0,03 b 15 7,41 7,42 7,44 7,42 7,42 ± 0,01 b 16 7,40 7,45 7,42 7,41 7,42 ± 0,02 b 17 7,39 7,45 7,44 7,40 7,42 ± 0,03 b 18 7,42 7,44 7,42 7,43 7,43 ± 0,01 ab 19 7,39 7,46 7,42 7,45 7,43 ± 0,03 ab 20 7,40 7,45 7,44 7,42 7,43 ± 0,02 a 21 7,44 7,46 7,47 7,45 7,46 ± 0,01 a 22 7,43 7,46 7,42 7,43 7,44 ± 0,02 a 23 7,43 7,44 7,45 7,45 7,44 ± 0,01 ab 24 7,46 7,42 7,44 7,45 7,44 ± 0,02 ab


Fütterung

Fütterung

IX Anhang

219

2 Untersuchung zur Verträglichkeit von hPTH (1-37)

Tabelle II a-h:

Tabelle II a: Intaktes Parathormon im Plasma (pg/ml, Einzelwerte, Mw ±SD), Verträglichkeit

1.Tag 2.Tag 3.Tag 4.Tag 08.00 20.00 08.00 20.00 08.00 20.00 08.00 20.00

Uhr Pferd VII 10,09 4,29 40,27 2,29 11,90 2,22 7,74 5,42 Pferd VIII 9,78 10,98 68,79 7,98 15,31 50,51 12,44 8,96 Pferd IX 8,31 9,25 26,11 17,03 15,53 2,60 13,52 3,26 Pferd X 24,74 27,20 32,00 23,87 36,41 32,15 19,95 8,46 Mw 13,23 12,93 41,79 12,79 19,79 21,87 13,41 6,52 SD 7,71 9,92 18,91 9,56 11,20 23,69 5,03 2,68

Tabelle II b: Osteocalcin im Plasma (ng/ml, Einzelwerte, Mw ±SD), Verträglichkeit

1.Tag 2.Tag 3.Tag 4.Tag 08.00 20.00 08.00 20.00 08.00 20.00 08.00 20.00


Zeitpunkt

Pferd

Pferd

Zeitpunkt

220

Tabelle II c: PICP im Plasma (µg/l, Einzelwerte, Mw ±SD), Verträglichkeit

1.Tag 2.Tag 3.Tag 4.Tag 08.00 20.00 08.00 20.00 08.00 20.00 08.00 20.00

Pferd Uhr Pferd VII 178,89 159,71 178,77 160,44 175,17 160,14 188,39 170,46 Pferd VIII 189,27 158,72 179,16 151,04 190,45 152,52 186,40 167,22 Pferd X 435,72 394,94 462,17 260,27 381,50 332,96 367,04 340,33 Mw 267,96 237,79 273,36 190,58 249,04 215,21 247,27 226,00 SD 145,37 136,10 163,51 60,53 114,97 102,05 103,72 99,03

Tabelle II d: ICTP im Plasma (µg/l, Einzelwerte, Mw ±SD) , Verträglichkeit

1.Tag 2.Tag 3.Tag 4.Tag 08.00 20.00 08.00 20.00 08.00 20.00 08.00 20.00


Tabelle II e: Ionisiertes Calcium im Vollblut (mmol/l, Einzelwerte, Mw ±SD), Verträglichkeit

1.Tag 2.Tag 3.Tag 4.Tag 08.00 20.00 08.00 20.00 08.00 20.00 08.00 20.00


Zeitpunkt

Pferd

Pferd

Zeitpunkt

Zeitpunkt

IX Anhang

221

Tabelle II f: Gesamtcalcium im Plasma (mmol/l, Einzelwerte, Mw ±SD), Verträglichkeit

1.Tag 2.Tag 3.Tag 4.Tag 08.00 20.00 08.00 20.00 08.00 20.00 08.00 20.00


Tabelle II g: Anorganisches Phosphat im Plasma (mmol/l, Einzelwerte, Mw ±SD),

Verträglichkeit

1.Tag 2.Tag 3.Tag 4.Tag 08.00 20.00 08.00 20.00 08.00 20.00 08.00 20.00


1.Tag 2.Tag 3.Tag 4.Tag 08.00 20.00 08.00 20.00 08.00 20.00 08.00 20.00


Zeitpunkt

Pferd

Pferd

Zeitpunkt

Zeitpunkt

Pferd

Tabelle II h : pH-Werte im Vollblut (Einzelwerte, Mw ±SD), Verträglichkeit

222

3 Kurz- und Mittelfristige Effekte der hPTH-Applikation

Tabelle III a-e: Konzentrationen an intaktem Parathormon (pg/ml) im Plasma während

der Untersuchung der kurz- und mittelfristigen Effekte der

hPTH (1-37)-Applikation

Tabelle III a: PTH im Plasma an Tag 1 der Kontrolle bzw. Applikation (pg/ml, Einzelwerte,

Mw ±SD)

0 h 8 h 16 h 24 h Pferd Kontr. Applik. Kontr. Applik. Kontr. Applik. Kontr. Applik.Pferd I 11,10 23,21 9,47 1,03 3,61 4,11 10,33 22,05 Pferd II 21,33 6,51 8,51 3,76 6,04 22,04 5,24 24,32 Pferd III 19,81 20,29 11,09 1,93 23,02 21,55 24,32 25,77 Pferd IV 33,70 31,55 15,68 7,94 18,57 26,94 60,90 13,03 Pferd V 22,23 11,16 18,14 10,83 18,99 11,70 6,35 18,59 Mw 21,63 18,54 12,58 5,10 14,05 17,27 21,43 20,75 SD 8,07 9,92 4,15 4,16 8,64 9,20 23,34 5,10

Tabelle III b: PTH im Plasma an Tag 14 der Kontrolle bzw. Applikation (pg/ml, Einzelwerte,

Mw ±SD)


Zeitpunkt

Zeitpunkt

IX Anhang

223

Tabelle III c: PTH im Plasma an Tag 18 der Kontrolle bzw. Applikation (pg/ml, Einzelwerte,

Mw ±SD)


Tabelle III d: PTH im Plasma an Tag 24 der Kontrolle bzw. Applikation (pg/ml, Einzelwerte,

Mw ±SD)


Tabelle III e: PTH im Plasma an Tag 28 der Kontrolle bzw. Applikation (pg/ml, Einzelwerte,

Mw ±SD)


Zeitpunkt

Zeitpunkt

Zeitpunkt

224

Tabelle IV a-e: Konzentrationen an Osteocalcin (ng/ml) im Plasma während der

Untersuchung der kurz- und mittelfristigen Effekte der hPTH (1-37)-

Applikation

Tabelle IV a: Osteocalcin im Plasma an Tag 1 der Kontrolle bzw. Applikation (ng/ml,

Einzelwerte, Mw ±SD)


Tabelle IV b: Osteocalcin im Plasma an Tag 14 der Kontrolle bzw. Applikation (ng/ml,


0 h 8 h 16 h 24 h Pferd Kontr. Applik. Kontr. Applik. Kontr. Applik. Kontr. Applik.Pferd I 26,00 29,00 22,00 24,00 24,00 23,00 24,00 22,00 Pferd II 44,00 43,00 41,00 34,00 40,00 39,00 37,00 52,00 Pferd III 33,00 43,00 31,00 34,00 37,00 39,00 34,00 35,00 Pferd IV 19,00 28,00 50,00 22,00 (22,00) 17,00 23,00 Pferd V 17,00 43,00 16,00 18,00 (17,00) 16,00 17,00 Mw 27,80 37,20 32,00 26,40 33,67 33,67 25,60 29,80 SD 11,03 7,95 13,80 7,27 8,50 9,24 9,61 14,06 Werte in Klammern werden wegen fehlender Messwerte unter PTH-Behandlung nicht in die

Berechnung von Mw ±SD miteinbezogen

Zeitpunkt

Zeitpunkt

IX Anhang

225

Tabelle IV c: Osteocalcin im Plasma an Tag 18 der Kontrolle bzw. Applikation (ng/ml,


0 h 8 h 16 h 24 h Pferd Kontr. Applik. Kontr. Applik. Kontr. Applik. Kontr. Applik.Pferd I 29,00 31,00 28,00 22,00 29,00 28,00 25,00 27,00 Pferd II 55,00 54,00 44,00 45,00 49,00 50,00 48,00 50,00 Pferd III 32,00 42,00 35,00 29,00 34,00 30,00 33,00 32,00 Pferd IV 18,00 23,00 20,00 20,00 (20,00) 16,00 27,00 Pferd V 17,00 15,00 16,00 18,00 (17,00) 17,00 16,00 Mw 30,20 33,00 28,60 26,80 37,33 36,00 27,80 30,40 SD 15,35 15,41 11,30 10,99 10,41 12,17 13,22 12,42 Werte in Klammern werden wegen fehlender Messwerte unter PTH-Behandlung nicht in die


Tabelle IV d: Osteocalcin im Plasma an Tag 24 der Kontrolle bzw. Applikation (ng/ml,



Tabelle IV e: Osteocalcin im Plasma an Tag 28 der Kontrolle bzw. Applikation (ng/ml,



Zeitpunkt

Zeitpunkt

Zeitpunkt

226

Tabelle V a-e: Konzentrationen an PICP (µg/l) im Plasma während der Untersuchung der

kurz- und mittelfristigen Effekte der hPTH (1-37)-Applikation

Tabelle V a: PICP im Plasma an Tag 1 der Kontrolle bzw. Applikation (µg/l, Einzelwerte,

Mw ±SD)

0 h 8 h 16 h 24 h Pferd Kontr. Applik. Kontr. Applik. Kontr. Applik. Kontr. Applik.

Pferd I 228,65 238,60 260,73 208,65 283,95 200,56 311,40 210,65 Pferd II 260,73 534,37 248,87 512,56 273,59 476,31 331,36 556,30 Pferd III 244,34 239,46 260,91 227,32 272,19 171,78 409,40 278,93 Pferd IV 230,66 239,46 241,23 227,32 221,53 171,78 240,59 284,92 Pferd V 362,88 253,65 335,73 199,45 410,68 166,63 399,11 214,76 Mw 265,45 301,11 269,49 275,06 292,39 237,41 338,37 309,11 SD 55,96 130,55 37,95 133,32 70,44 134,21 69,05 142,47

Tabelle V b: PICP im Plasma an Tag 14 der Kontrolle bzw. Applikation (µg/l, Einzelwerte,

Mw ±SD)

0 h 8 h 16 h 24 h Pferd Kontr. Applik. Kontr. Applik. Kontr. Applik. Kontr. Applik.Pferd I 202,87 329,55 234,57 292,13 179,97 307,55 229,09 321,44 Pferd II 590,18 489,35 622,60 391,08 563,91 451,46 634,90 411,18 Pferd III 401,56 394,92 428,58 511,36 416,97 385,57 (408,19)Pferd IV 306,32 394,92 308,59 511,36 315,55 385,57 148,84 431,46 Pferd V 361,82 253,76 363,61 206,48 331,55 221,23 240,05 267,48 Mw 372,55 372,50 391,59 382,48 361,59 350,28 313,22 367,95 SD 142,74 87,47 147,53 134,57 141,43 88,33 218,27 70,32 Werte in Klammern werden wegen fehlender Messwerte unter PTH-Behandlung nicht in die


Zeitpunkt

Zeitpunkt

IX Anhang

227

Tabelle V c: PICP im Plasma an Tag 18 der Kontrolle bzw. Applikation (µg/l, Einzelwerte,

Mw ±SD)


Tabelle V d: PICP im Plasma an Tag 24 der Kontrolle bzw. Applikation (µg/l, Einzelwerte,

Mw ±SD)


Tabelle V e: PICP im Plasma an Tag 28 der Kontrolle bzw. Applikation (µg/l, Einzelwerte,

Mw ±SD)


Zeitpunkt

Zeitpunkt

Zeitpunkt

228

Tabelle VI a-e: Konzentrationen an ICTP (µg/l) im Plasma während der Untersuchung

der kurz- und mittelfristigen Effekte der hPTH (1-37)-Applikation

Tabelle VI a: ICTP an Tag 1 der Kontrolle bzw. Applikation (µg/l, Einzelwerte, Mw ±SD)


Tabelle VI b: ICTP an Tag 14 der Kontrolle bzw. Applikation (µg/l, Einzelwerte, Mw ±SD)


Zeitpunkt

Zeitpunkt

IX Anhang

229

Tabelle VI c: ICTP an Tag 18 der Kontrolle bzw. Applikation (µg/l, Einzelwerte, Mw ±SD)


Tabelle VI d: ICTP an Tag 24 der Kontrolle bzw. Applikation (µg/l, Einzelwerte, Mw ±SD)


Tabelle VI e: ICTP an Tag 28 der Kontrolle bzw. Applikation (µg/l, Einzelwerte, Mw ±SD)


Zeitpunkt

Zeitpunkt

Zeitpunkt

230

Tabelle VII a-e: Konzentrationen an Gesamtcalcium (mmol/l) im Plasma während der

Untersuchung der kurz- und mittelfristigen Effekte der hPTH (1-37)-

Applikation

Tabelle VII a: Gesamtcalcium im Plasma an Tag 1 der Kontrolle bzw. Applikation (mmol/l,


0 h 8 h 16 h 24 h

Kontr. Applik. Kontr. Applik. Kontr. Applik. Kontr. Applik.Pferd I 2,91 3,13 3,20 3,40 3,00 3,14 3,18 3,34 Pferd II 3,07 2,77 3,01 2,94 3,12 2,70 3,16 2,58 Pferd III 3,22 3,24 3,09 3,89 2,90 3,75 3,07 3,31 Pferd IV 3,11 3,49 3,02 3,96 2,98 3,51 3,05 3,74 Pferd V 2,82 2,99 2,90 3,63 2,99 2,83 3,58 3,00 Mw 3,03 3,12 3,04 3,56 3,00 3,19 3,21 3,19 SD 0,16 0,27 0,11 0,41 0,08 0,45 0,22 0,43

Tabelle VII b: Gesamtcalcium im Plasma an Tag 14 der Kontrolle bzw. Applikation (mmol/l,



Zeitpunkt

Pferd

Zeitpunkt

IX Anhang

231

Tabelle VII c: Gesamtcalcium im Plasma an Tag 18 der Kontrolle bzw. Applikation (mmol/l,



Tabelle VII d: Gesamtcalcium im Plasma an Tag 24 der Kontrolle bzw. Applikation (mmol/l,



Tabelle VII e: Gesamtcalcium im Plasma an Tag der Kontrolle bzw. Applikation (mmol/l,



Zeitpunkt

Zeitpunkt

Zeitpunkt

232

Tabelle VIII a-e: Konzentrationen an ionisiertem Calcium (mmol/l) im Vollblut während

der Untersuchung der kurz- und mittelfristigen Effekte der hPTH (1-

37)-Applikation

Tabelle VIII a: Ionisiertes Calcium im Vollblut an Tag 1 der Kontrolle bzw.

Applikation (mmol/l, Einzelwerte, Mw ±SD)


Tabelle VIII b: Ionisiertes Calcium im Vollblut an Tag 14 der Kontrolle bzw.



Zeitpunkt

Zeitpunkt

IX Anhang

233

Tabelle VIII c: Ionisiertes Calcium im Vollblut an Tag 18 der Kontrolle bzw.



Tabelle VIII d: Ionisiertes Calcium im Vollblut an Tag 24 der Kontrolle bzw.


0 h 8 h 16 h 24 h Pferd Kontr. Applik. Kontr. Applik. Kontr. Applik. Kontr. Applik.Pferd I 1,76 1,71 1,68 1,96 1,76 1,68 1,87 1,71 Pferd II 1,68 1,52 1,65 1,30 1,68 1,66 1,66 1,74 Pferd III 1,82 1,73 1,86 1,80 1,76 1,74 1,76 1,72 Pferd IV 1,78 1,52 1,61 1,74 1,77 1,61 1,98 1,63 Pferd V (1,81) 1,81 1,48 1,84 1,73 1,73 1,63 Mw 1,76 1,62 1,72 1,66 1,76 1,68 1,80 1,69 SD 0,06 0,12 0,11 0,26 0,06 0,05 0,13 0,05 Werte in Klammern werden wegen fehlender Messwerte unter PTH-Behandlung nicht in die


Tabelle VIII e: Ionisiertes Calcium im Vollblut an Tag 28 der Kontrolle bzw.



Zeitpunkt

Zeitpunkt

Zeitpunkt

234

Tabelle IX a-e: Konzentrationen an anorganischem Phosphat (mmol/l) im Plasma

während der Untersuchung der kurz- und mittelfristigen Effekte der hPTH

(1-37)-Applikation

Tabelle IX a: Anorganisches Phosphat im Plasma an Tag 1 der Kontrolle bzw.



Tabelle IX b: Anorganisches Phosphat im Plasma an Tag 14 der Kontrolle bzw.



Zeitpunkt

Zeitpunkt

IX Anhang

235

Tabelle IX c: Anorganisches Phosphat im Plasma an Tag 18 der Kontrolle bzw. Applikation

(mmol/l, Einzelwerte, Mw ±SD)


Tabelle IX d: Anorganisches Phosphat im Plasma an Tag 24 der Kontrolle bzw.



Tabelle IX e: Anorganisches Phosphat im Plasma an Tag 28 der Kontrolle bzw.



Zeitpunkt

Zeitpunkt

Zeitpunkt

236

Tabelle X a-e: pH-Werte im Vollblut während der Untersuchung der kurz- und

mittelfristigen Effekte der hPTH (1-37)-Applikation

Tabelle X a: pH-Werte im Vollblut an Tag 1 der Kontrolle bzw. Applikation

(Einzelwerte, Mw ±SD)


Tabelle X b: pH-Werte im Vollblut an Tag 14 der Kontrolle bzw. Applikation



Zeitpunkt

Zeitpunkt

IX Anhang

237

Tabelle X c: pH-Werte im Vollblut an Tag 18 der Kontrolle bzw. Applikation (Einzelwerte,

Mw ±SD)


Tabelle X d: pH-Werte im Vollblut an Tag 24 der Kontrolle bzw. Applikation



Tabelle X e: pH-Werte im Vollblut an Tag 28 der Kontrolle bzw. Applikation



Zeitpunkt

Zeitpunkt

Zeitpunkt

238

Tabelle XI a-c: Calciumaufnahme, -ausscheidung und –Bilanz während der Kontroll-

und Applikationsphase

Tabelle XI a: Calciumaufnahme während der Kontroll- und Applikationsphase

Ca-Aufnahme (g/Tag)

Pferd Behandlung Zeitpunkt Heu Trocken-schnitzel Total

14. – 18. Tag 8,71 24,50 33,22 Kontrolle 24. – 28. Tag 8,70 24,50 33,21 14. – 18. Tag 8,22 19,74 27,96

I Applikation

24. – 28. Tag 8,23 19,74 27,97 14. – 18. Tag 7,99 22,92 30,92 Kontrolle 24. – 28. Tag 8,00 22,92 30,92 14. – 18. Tag 9,09 22,92 32,00

II Applikation


III Applikation


IV Applikation


V Applikation


Mw Applikation


SD Applikation

24. – 28. Tag 0,62 1,75 2,32

IX Anhang

239

Tabelle XI b: Calciumausscheidung während der Kontroll- und Applikationsphase

Harn Kot Ca-Ausscheidung (g/Tag)

Pferd Behand-lung Tag Menge

(kg/Tag)Dichte

(g/l) Volumen (l/Tag)

Ca-Gehalt (mg/l)

Menge (kg uS)

Menge (kg TS)

Ca-Gehalt (g/kg TS) Harn Kot Total

14 - 18 7,99 1,03 7,77 1436 12,12 2,35 5,63 11,16 13,22 24,38 Kon- trolle 24 - 28 7,43 1,03 7,21 2031 11,29 2,25 5,90 14,64 13,28 27,92

14 - 18 9,37 1,02 9,16 1817 11,36 2,39 5,11 16,64 12,20 28,84 I

Appli-kation 24 - 28 8,00 1,03 7,79 2119 10,44 2,16 5,51 16,51 11,90 28,41

14 - 18 10,01 1,02 9,77 1256 12,93 2,68 6,16 12,28 16,50 28,77 Kon- trolle 24 - 28 8,14 1,02 7,97 978 12,07 2,46 5,14 7,79 12,65 20,44

14 - 18 8,74 1,02 8,56 1276 14,19 2,80 5,72 10,91 16,04 26,95 II

Appli-kation 24 - 28 6,23 1,03 6,07 1742 14,18 2,75 4,44 10,58 12,20 22,78

14 - 18 6,83 1,03 6,61 1457 12,40 2,79 8,29 9,63 23,11 32,74 Kon- trolle 24 - 28 5,76 1,03 5,57 1880 13,18 2,88 8,10 10,47 23,31 33,78

14 - 18 8,01 1,03 7,78 1652 12,64 2,71 7,46 12,86 20,22 33,08 III

Appli-kation 24 - 28 7,09 1,03 6,90 1539 15,37 3,05 7,69 10,62 23,44 34,06

14 - 18 3,77 1,04 3,62 1887 10,78 2,07 6,55 6,83 13,54 20,37 Kon- trolle 24 - 28 4,48 1,04 4,32 2257 13,02 2,48 5,02 9,75 12,44 22,19

14 - 18 7,42 1,03 7,24 2085 13,09 2,56 6,76 15,09 17,29 32,38 IV

Appli-kation 24 - 28 6,72 1,03 6,53 1952 13,21 2,54 5,95 12,75 15,09 27,84

14 - 18 7,16 1,03 6,97 1231 8,51 1,91 6,93 8,57 13,23 21,81 Kon- trolle 24 - 28 8,11 1,03 7,89 944 8,01 1,78 6,39 7,45 11,37 18,82

14 - 18 13,31 1,02 13,07 908 10,30 2,28 6,99 11,87 15,93 27,81 V

Appli-kation 24 - 28 7,24 1,02 7,07 1412 7,61 1,90 7,18 9,98 13,65 23,63

14 - 18 7,15 1,03 6,95 1453 11,35 2,36 6,71 9,70 15,92 25,62 Kon- trolle 24 - 28 6,78 1,03 6,59 1618 11,51 2,37 6,11 10,02 14,61 24,63

14 - 18 9,37 1,02 9,16 1548 12,32 2,55 6,41 13,48 16,34 29,81 Mw

Appli-kation 24 - 28 7,05 1,03 6,87 1753 12,16 2,48 6,15 12,09 15,26 27,34

14 - 18 2,26 0,01 2,23 263 1,77 0,38 1,00 2,14 4,25 5,11 Kon- trolle 24 - 28 1,61 0,01 1,59 615 2,10 0,40 1,25 2,88 4,91 6,16

14 - 18 2,32 0,00 2,31 462 1,52 0,22 0,97 2,35 2,89 2,76 SD

Appli-kation 24 - 28 0,65 0,00 0,64 290 3,13 0,46 1,30 2,69 4,75 4,50

240

Tabelle XI c: Calcium-Bilanz während der Kontroll- und Applikationsphase

Ca-Aufnahme

(g/Tag)

Ca-Ausscheidung (g/Tag)

Ca-Bilanz (g/Tag)

Pferd Behand-lung Tag Total Harn Kot Total Auf-

nahme Exkre-

tion Total

14 - 18 33,22 11,16 13,22 24,38 33,22 24,38 8,83 Kontrolle 24 - 28 33,21 14,64 13,28 27,92 33,21 27,92 5,29 14 - 18 27,96 16,64 12,20 28,84 27,96 28,84 -0,88

I Applikation

24 - 28 27,97 16,51 11,90 28,41 27,97 28,41 -0,44 14 - 18 30,92 12,28 16,50 28,77 30,92 28,77 2,15 Kontrolle 24 - 28 30,92 7,79 12,65 20,44 30,92 20,44 10,48 14 - 18 32,00 10,91 16,04 26,95 32,00 26,95 5,05

II Applikation

24 - 28 32,01 10,58 12,20 22,78 32,01 22,78 9,23 14 - 18 39,40 9,63 23,11 32,74 39,40 32,74 6,66 Kontrolle 24 - 28 39,41 10,47 23,31 33,78 39,41 33,78 5,63 14 - 18 33,18 12,86 20,22 33,08 33,18 33,08 0,11

III Applikation

24 - 28 33,19 10,62 23,44 34,06 33,19 34,06 -0,87 14 - 18 31,91 6,83 13,54 20,37 31,91 20,37 11,54 Kontrolle 24 - 28 34,51 9,75 12,44 22,19 34,51 22,19 12,32 14 - 18 31,71 15,09 17,29 32,38 31,71 32,38 -0,67

IV Applikation

24 - 28 31,72 12,75 15,09 27,84 31,72 27,84 3,88 14 - 18 32,82 8,57 13,23 21,81 32,82 21,81 11,01 Kontrolle 24 - 28 32,88 7,45 11,37 18,82 32,88 18,82 14,06 14 - 18 34,03 11,87 15,93 27,81 34,03 27,81 6,22

V Applikation

24 - 28 34,01 9,98 13,65 23,63 34,01 23,63 10,38 14 - 18 33,65 9,70 15,92 25,62 33,65 25,62 8,04 Kontrolle 24 - 28 34,19 10,02 14,61 24,63 34,19 24,63 9,56 14 - 18 31,78 13,48 16,34 29,81 31,78 29,81 1,97

Mw Applikation

24 - 28 31,78 12,09 15,26 27,34 31,78 27,34 4,43 14 - 18 3,33 2,14 4,25 5,11 3,33 5,11 3,82 Kontrolle 24 - 28 3,19 2,88 4,91 6,16 3,19 6,16 3,95 14 - 18 2,33 2,35 2,89 2,76 2,33 2,76 3,39

SD Applikation

24 - 28 2,32 2,69 4,75 4,50 2,32 4,50 5,26

IX Anhang

241

Tabelle XII a-c: Phosphoraufnahme, -ausscheidung und –Bilanz während der Kontroll-

und Applikationsphase

Tabelle XII a: Phosphoraufnahme während der Kontroll- und Applikationsphase

P-Aufnahme (g/Tag)

Pferd Behandlung Zeitpunkt Heu Trocken-schnitzel Total

14. – 18.Tag 4,14 1,93 6,07 Kontrolle 24. – 28.Tag 4,14 1,93 6,07 14. – 18. Tag 4,69 2,15 6,84

I Applikation

24. – 28.Tag 4,70 2,15 6,85 14. – 18. Tag 4,56 1,76 6,32 Kontrolle 24.- 28. Tag 4,56 1,76 6,32 14. – 18. Tag 4,87 1,94 6,81

II Applikation


III Applikation

24. – 28. Tag 5,56 2,56 8,12 14. – 18.Tag 3,88 1,87 5,76 Kontrolle 24. – 28.Tag 5,12 1,87 6,99 14. – 18. Tag 4,71 1,94 6,66

IV Applikation

24. – 28.Tag 4,72 1,94 6,66 14. – 18. Tag 4,80 1,87 6,68 Kontrolle 24.- 28. Tag 4,84 1,87 6,71 14. – 18. Tag 5,16 2,07 7,23

V Applikation


Mw Applikation


SD Applikation

24. – 28. Tag 0,36 0,25 0,59

242

Tabelle XII b: Phosphorausscheidung während der Kontroll- und Applikationsphase

Harn Kot P-Ausscheidung (g/Tag)

Pferd Behand-lung Tag Menge

(kg/Tag)Dichte

(g/l) Volumen (l/Tag)

P-Gehalt (mg/l)

Menge (kg uS)

Menge (kg TS)

P-Gehalt (g/kgTS) Harn Kot Total

14 - 18 7,99 1,03 7,77 0,05 12,12 2,35 3,06 0,05 7,18 7,19Kon- trolle 24 - 28 7,43 1,03 7,21 0,05 11,29 2,25 3,27 0,05 7,36 7,37

14 - 18 9,37 1,02 9,16 0,00 11,36 2,39 3,17 0,00 7,57 7,57I

Appli-kation 24 - 28 8,00 1,03 7,79 0,00 10,44 2,16 3,28 0,00 7,08 7,09

14 - 18 10,01 1,02 9,77 0,04 12,93 2,68 2,69 0,04 7,20 7,21Kon- trolle 24 - 28 8,14 1,02 7,97 0,05 12,07 2,46 2,83 0,05 6,96 6,97

14 - 18 8,74 1,02 8,56 0,00 14,19 2,80 3,57 0,00 10,01 10,01II

Appli-kation 24 - 28 6,23 1,03 6,07 0,00 14,18 2,75 2,62 0,00 7,20 7,20

14 - 18 6,83 1,03 6,61 0,05 12,40 2,79 3,34 0,05 9,31 9,31Kon- trolle 24 - 28 5,76 1,03 5,57 0,06 13,18 2,88 3,30 0,06 9,49 9,50

14 - 18 8,01 1,03 7,78 0,00 12,64 2,71 3,12 0,00 8,46 8,46III

Appli-kation 24 - 28 7,09 1,03 6,90 0,00 15,37 3,05 3,01 0,00 9,17 9,17

14 - 18 3,77 1,04 3,62 0,06 10,78 2,07 3,16 0,06 6,53 6,54Kon- trolle 24 - 28 4,48 1,04 4,32 0,06 13,02 2,48 2,76 0,06 6,84 6,84

14 - 18 7,42 1,03 7,24 0,00 13,09 2,56 3,33 0,00 8,52 8,52IV

Appli-kation 24 - 28 6,72 1,03 6,53 0,00 13,21 2,54 2,58 0,00 6,54 6,54

14 - 18 7,16 1,03 6,97 0,05 8,51 1,91 3,35 0,05 6,40 6,40Kon- trolle 24 - 28 8,11 1,03 7,89 0,05 8,01 1,78 3,92 0,05 6,98 6,98

14 - 18 13,31 1,02 13,07 0,00 10,30 2,28 4,44 0,00 10,12 10,12V

Appli-kation 24 - 28 7,24 1,02 7,07 0,00 7,61 1,90 3,91 0,00 7,44 7,44

14 - 18 7,15 1,03 6,95 0,05 11,35 2,36 3,12 0,05 7,33 7,33Kon- trolle 24 - 28 6,78 1,03 6,59 0,06 11,51 2,37 3,22 0,06 7,53 7,53

14 - 18 9,37 1,02 9,16 0,00 12,32 2,55 3,53 0,00 8,93 8,93Mw

Appli-kation 24 - 28 7,05 1,03 6,87 0,00 12,16 2,48 3,08 0,00 7,49 7,49

14 - 18 2,26 0,01 2,23 0,01 1,77 0,38 0,27 0,01 1,17 1,17Kon- trolle 24 - 28 1,61 0,01 1,59 0,00 2,10 0,40 0,46 0,00 1,12 1,12

14 - 18 2,32 0,00 2,31 0,00 1,52 0,22 0,54 0,00 1,10 1,10SD

Appli-kation 24 - 28 0,65 0,00 0,64 0,00 3,13 0,46 0,55 0,00 1,00 1,00

IX Anhang

243

Tabelle XII c: Phosphor-Bilanz während der Kontroll- und Applikationsphase

P-Aufnahme(g/Tag)

P-Ausscheidung (g/Tag)

P-Bilanz (g/Tag)

Pferd Behand-lung Tag Total Harn Kot Total Auf-

nahmeExkre-

tion Total

14 - 18 6,07 0,05 7,18 7,19 6,07 7,19 -1,11 Kontrolle 24 - 28 6,07 0,05 7,36 7,37 6,07 7,37 -1,30 14 - 18 6,84 0,00 7,57 7,57 6,84 7,57 -0,72

I Applikation

24 - 28 6,85 0,00 7,08 7,09 6,85 7,09 -0,24 14 - 18 6,32 0,04 7,20 7,21 6,32 7,21 -0,89 Kontrolle 24 - 28 6,32 0,05 6,96 6,97 6,32 6,97 -0,65 14 - 18 6,81 0,00 10,01 10,01 6,81 10,01 -3,20

II Applikation

24 - 28 6,81 0,00 7,20 7,20 6,81 7,20 -0,39 14 - 18 7,19 0,05 9,31 9,31 7,19 9,31 -2,12 Kontrolle 24 - 28 7,19 0,06 9,49 9,50 7,19 9,50 -2,30 14 - 18 8,11 0,00 8,46 8,46 8,11 8,46 -0,34 III

Applikation 24 - 28 8,12 0,00 9,17 9,17 8,12 9,17 -1,06 14 - 18 5,76 0,06 6,53 6,54 5,76 6,54 -0,78 Kontrolle 24 - 28 6,99 0,06 6,84 6,84 6,99 6,84 0,15 14 - 18 6,66 0,00 8,52 8,52 6,66 8,52 -1,86

IV Applikation

24 - 28 6,66 0,00 6,54 6,54 6,66 6,54 0,12 14 - 18 6,68 0,05 6,40 6,40 6,68 6,40 0,27

Kontrolle 24 - 28 6,71 0,05 6,98 6,98 6,71 6,98 -0,27 14 - 18 7,23 0,00 10,12 10,12 7,23 10,12 -2,89

V Applikation

24 - 28 7,22 0,00 7,44 7,44 7,22 7,44 -0,21 14 - 18 6,40 0,05 7,33 7,33 6,40 7,33 -0,93 Kontrolle 24 - 28 6,66 0,06 7,53 7,53 6,66 7,53 -0,87 14 - 18 7,13 0,00 8,93 8,93 7,13 8,93 -1,80

Mw Applikation

24 - 28 7,13 0,00 7,49 7,49 7,13 7,49 -0,36 14 - 18 0,55 0,01 1,17 1,17 0,55 1,17 0,86 Kontrolle 24 - 28 0,46 0,00 1,12 1,12 0,46 1,12 0,96 14 - 18 0,59 0,00 1,10 1,10 0,59 1,10 1,27

SD Applikation

24 - 28 0,59 0,00 1,00 1,00 0,59 1,00 0,43

Danksagung

Herzlich bedanken möchte ich mich bei Herrn Prof. Dr. M. Coenen für die Überlassung

des Themas und die freundliche und tatkräftige Unterstützung sowohl bei der Klärung

wissenschaftlicher Fragen als auch bei der Lösung praktischer Probleme.

Mein besonderer Dank gilt Frau Dr. Ingrid Vervuert, die mir jederzeit fachkundige

Hilfestellung geboten hat, aber auch bei der praktischen Durchführung der Versuche

immer zur Seite stand und mich immer wieder motiviert hat. Ingrid, Du bist klasse!

Frau Rosa Barsnick möchte ich für die bewegte, aber auch sehr lustige Zeit danken. Es hat

mit Dir echt Spaß gemacht!!

Bei Frau Sarah Winkelsett sowie Herrn Peter Rust und seinem Laborteam möchte ich für

die Unterstützung bei der Analyse meiner Proben bedanken.

Vielen Dank auch der Pfleger-Mannschaft aus dem Tierhaus, vor allem Frau U. Liedtke

und Herrn M. Patzer, und den Ruthe-Angestellten um Herrn Dr. C. Sürie für die

Betreuung der Pferde.

Herrn Prof. Forssmann (IPF Hannover) möchte ich für die großzügige Bereitstellung des

hPTH (1-37) danken.

Ein großes Dankeschön auch an alle Leute, die mich während dieser turbulenten Zeit

begleitet haben und mich immer wieder motiviert und unterstützt haben. Besonders

möchte ich mich bei meinen Stallzicken Bianca, Birte, Hilli und Birgit (incl. Anhang),

sowie bei Astrid, Sandra, Betje und Hans bedanken. Ihr seid spitze!

Meinem Larsemann möchte ich ganz herzlich für seine Unterstützung und seinen

geduldigen Zuspruch und die Aufmunterungen danken. Danke, dass es Dich gibt!

Meinen Eltern, meinem Bruder und meinem Ömchen gilt der größte Dank. Danke, dass

Ihr das alles ermöglicht habt.

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