HABILITATIONSSCHRIFT

 


Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – University of Veterinary Medicine Hannover – Foundation / Library

 

Christina Schlumbohm

 

Einflussfaktoren des Stoffwechsels auf die Entstehung der Trächtigkeitstoxämie des Schafes

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-h2409

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Habilitationsschrift, 2007

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/h_schlumbohm07.pdf

Englischer Titel

Metabolic factors influencing development of pregnancy toxaemia in ewes

Zusammenfassung

Hyperketonämie und eine erniedrigte Plasmacalciumkonzentration sind Symptome der Trächtigkeitstoxämie der Schafe. Es stellte sich die Frage, ob diese Stoffwechselmerkmale nur Begleitsymptome der Erkrankung sind oder aber Einfluss auf den Glucose- und Ketonkörperstoffwechsel ausüben und dadurch auch Einfluss auf das Krankheitsgeschehen nehmen. Die Effekte einer induzierten Hypocalcämie (~ 0,9 mmol/l ionisiertes Ca) und einer induzierten Hyperketonämie (1,3 bzw. 3 mmol/l) wurde an Ferkeln und Läuferschweinen (Vorversuche) untersucht. Danach wurden die Effekte eine Hypocalcämie und einer induzierten Hyperketonämie von ~6 mmol/l an güsten, tragenden (letzten 4-6 Wochen der Gestation) und laktierenden (2-4 Wochen post partal) Schafen untersucht. Die induzierte Hypocalcämie und Hyperketonämie dienten als Modell für die spontane Gestationsketose der Schafe. Da die Ketose der Schafe vorwiegend bei Mehrlingsträchtigkeit auftritt, wurden bei tragenden Schafen Effekte von hypoglycämischem Stress in Form eines 14stündigen Fastens und einer dreistündigen Hyperketonämie bei Einlings- und Zwillingsmüttern getrennt untersucht. Schließlich wurde bei Schweinen und bei güsten, tragenden und laktierenden Schafen in Versuchen mit kombiniertem euglykämischem/hyperinsulinämischem Clamp der Einfluss von Hypocalcämie auf den Insulin abhängigen Glucosestoffwechsel und die Insulinclearance untersucht. Die kinetischen Parameter des Glucose- und Ketonkörperstoffwechsels wurden mit Hilfe der Isotopenverdünnungstechnik gemessen. Die folgenden Ergebnisse wurden erzielt:

Nach Induktion von Hyperketonämie wurde bei Schweinen mit Hypocalcämie die Plasmaglucosekonzentration signifikant um 17% gesenkt. Der Glucoseumsatz fiel signifikant um 34% und die Ratenkonstante des Glucoseumsatzes signifikant um 20 - 30%, jeweils im Vergleich zu hyperketonämischen Tieren mit normalem Plasmacalciumspiegel.

Bei Schafen senkte Hypocalcämie im Vergleich zu Normocalcämie den Plasmaglucosespiegel um 12% und Hyperketonämie im Vergleich zu Normoketonämie signifikant um 31%. Bei kombinierter Hypocalcämie und Hyperketonämie fiel die Plasmaglucosekonzentration im Vergleich zu Normalbedingungen signifikant um 41%. Der Glucoseumsatz wurde bei Schafen durch Hypocalcämie nur während der Laktation signifikant um 13% vermindert. Hyperketonämie supprimierte den Glucoseumsatz im Vergleich zu Normoketonämie signifikant um 25%. Bei gleichzeitiger Hypocalcämie und Hyperketonämie reduzierte sich der Glucoseumsatz im Vergleich zu Normalbedingungen signifikant um 42%. Die Ratenkonstante des Glucoseumsatzes im Verhältnis zur Insulinkonzentration im Plasma wurde bei Schafen durch Hypocalcämie und Hyperketonämie einzeln und in Kombination nicht signifikant beeinflusst. Der durch Hypocalcämie, Hyperketonämie und durch gleichzeitige Veränderung beider Parameter ausgelöste Abfall der Plasmaglucose und Rückgang des Glucoseumsatzes wurden unter allen Versuchsbedingungen und in allen Reproduktionsstadien durch eine Hemmung der endogenen Glucosefreisetzung hervorgerufen. Es bestand bei Schafen unter allen Versuchsbedingungen eine positive lineare Beziehung zwischen der Plasmaglucosekonzentration und der endogenen Glucosefreisetzung. Hypoglycämischer Stress in Form von Futterentzug über Nacht und anschließende Induktion von Hyperketonämie resultierte bei zwillingstragenden Schafen im Vergleich zu nicht tragenden Schafen in einem signifikanten um 40% niedrigeren Blutzuckerspiegel. Im Vergleich zu einlingstragenden Schafen war der Blutzuckerspiegel zu diesem Zeitpunkt bei Zwillingstragenden signifikant um 59% niedriger. Zwillingstragende Schafe wiesen auch nach Futterentzug über Nacht im Vergleich zu gefasteten Einlingstragenden und im Vergleich zu gefasteten güsten und laktierenden Schafen die niedrigsten Glucosespiegel und die höchsten Spiegel an freien Fettsäuren und Ketonkörpern im Plasma auf. Der Glucoseumsatz und im Zusammenhang damit die endogene Glucosefreisetzung waren nach 14stündigem Fasten und anschließender Induktion einer Hyperketonämie bei zwillingstragenden Schafmüttern signifikant um 53% stärker reduziert als bei Einlingstragenden. Dadurch erwies sich das gluconeogenetische System bei Zwillingsträchtigkeit als besonders anfällig gegenüber diesen Formen von hypoglykämischem Stress. Bei induzierter Hyperketonämie war die fraktionelle Rate, mit der Glucose in die peripheren Gewebe aufgenommen wird, nicht signifikant verändert. In der Spätträchtigkeit war außerdem die maximale Umsatzrate der Ketonkörper reduziert.

Ferner verminderte Hypocalcämie die Insulinclearance bei Schweinen signifikant um 48% und bei Schafen die Ratenkonstante des Insulinumsatzes signifikant um 19% im Vergleich zu Normacalcämie. Das führte bei Schweinen und Schafen während kontinuierlicher intravenöser Infusion von Insulin zu höheren Insulinspiegeln im Vergleich zu Normocalcämie. Bei Schafen wurde das Verhältnis von Insulinspiegel zu Glucoseumsatz (Insulinsensitivität) bei gegebener Glucosekonzentration im Blutplasma (Glucoseclamp) in allen Reproduktionsstadien durch Hypocalcämie nicht beeinflusst. Trächtigkeit verminderte bei Schafen die endogene Insulinsekretion und die Insulinclearance im Vergleich zu güsten und laktierenden Tieren.

Den Ergebnissen dieser Studie zufolge sind Hyperketonämie, Hypocalcämie und Zwillingsträchtigkeit nicht nur Begleitsymptome einer Ketose und einer sich daraus möglicherweise entwickelnden Trächtigkeitstoxämie sondern prägen durch ihre depressiven Effekte auf den Glucose- und Ketonkörperstoffwechsel in entscheidender Weise den weiteren Verlauf dieser Krankheiten. Entgegen einer weit verbreiteten Meinung ist die Hypoglykämie beim zwillingstragenden Schaf nicht als Folge eines stark gestiegenen Abstroms von Glucose in die fötoplazentäre Einheit anzusehen, sondern vielmehr Folge eines Rückgangs der maternalen hepatischen Glucoseproduktion. Trächtigkeit und insbesondere Zwillingsträchtigkeit vermindern in starkem Maße die Fähigkeit der Schafmutter, Glucose unter den geforderten Bedingungen in ausreichendem Maße zu synthetisieren oder in das Blut abzugeben. Dies erleichtert die Entstehung von Hypoglykämie. Gleichzeitig ist die Ketogeneserate bei Trächtigkeit stark erhöht und der maximale Ketonkörperumsatz vermindert. Von diesen Faktoren kann beim zwillingstragenden Schaf durch ihre positiv rückgekoppelte Verknüpfung ein dynamischer sich selbst verstärkender Prozess in Gang gesetzt werden, in dessen Verlauf es zu einer immer stärkeren Stimulation der Lipolyse, steigender Ketogenese und fortschreitender Hemmung der Gluconeogenese kommt. Dies kann vermutlich den Krankheitsverlauf einer Ketose in starkem Maße mitbestimmen und möglicherweise in einer Trächtigkeitstoxämie münden.

Die relativ leichte Entstehung von Hypoglykämie und Hyperketonämie im letzten Gestationsdrittel ist nicht auf das Schaf beschränkt sondern wird auch bei anderen Spezies und beim Menschen beobachtet. Bei diesen letztgenannten Spezies tritt sie jedoch klinisch nicht in Erscheinung. Im Gegensatz zur klinischen Ketoseerkrankung ist die Infusionsketose beim Schaf ohne Behandlung reversibel. Es wird deshalb angenommen, dass der Ausbruch der Erkrankung bei Schafen auch mit einer Disposition der betroffenen Tiere zusammen hängt.

 

keywords

Hypocalcämie, Trächtigkeitstoxämie, Glucosestoffwechsel; hypocalcaemia, pregnancy-toxaemia, glucose-metabolism

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