Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Pharmakokinetik von Betamethason und Triamcinolonacetonid nach intraartikulärer Applikation hinsichtlich der Dopingrelevanz beim Pferd

Lövenich, Britta

The goals of the study at hand were the optimisation and validation of an HPLC/MS/MS method for quantitative analysis of betamethasone and triamcinolone acetonide from equine urine and plasma, and the determination of pharmacokinetic parameters by performing pharmacokinetic studies after intra-articular injection of different corticosteroids in the horse. Thereby the study assess, whether detection times for the active compound can be predicted after intra-articular administration of corticosteroids, given the current state of doping analysis. The presented analytic method consists of wet chemical sample preparation and subsequent analysis via HPLC/MS/MS. Validation was performed according to the criteria of selectivity, linearity, limit of detection, limit of quantification, precision, accuracy, stability and recovery. It was shown that the method fulfils all criteria and is an appropriate method for the addressed analysis. The LOD for betamethasone in urine and plasma is 0.004 ng per ml. Triamcinolone acetonide has an LOD of 0.008 ng per ml in plasma and 0.010 ng per ml in urine. In series of trials, betamethasone and triamcinolone acetonide were administered to horses. Subsequently, blood and urine samples were taken, which were analysed for the administered substance. In the first series the excretory behaviour of betamethasone was studied after intravenous administration. In the further trial series, the pharmacokinetics of betamethasone and triamcinolone acetonide after intra-articular administration of different dose levels and formulations were studied. Furthermore, plasma cortisol levels were monitored to investigate the systemic effect of the treatment. After intravenous administration of the dose of 0.04 mg betamethasone per kg body weight, plasma levels of betamethasone fall below the LOD after 168 hours and urine levels fall below the LOD after 228 hours. Cortisol suppression is observed for 48 hours. After intra-articular administration, marked differences in the excretory behaviour of the corticosteroids after administration of different formulations and dosages were observed. Six horses were administered betamethasone as a phosphate readily soluble in water. After 168 hours the LOD was reached by all horses. In contrast to that, marked inter individual differences in the excretion of the active compound and in the pharmacokinetics were observed after intra-articular administration of depot products containing betamethasone or triamcinolone acetonide. The detection time after intra-articular administration of the same dose of triamcinolone acetonide varied from five to 60 days in different horses. Based on the study at hand, a general statement concerning the prospective detection time of an intra-articular treatment with a depot corticosteroid cannot be given. It was striking, that single horses showed extremely long detection times after intra-articular injection. Furthermore, after all intra-articular administrations, cortisol suppression to a plasma concentration below 20 ng per ml was observed. This proves the systemic effect of locally administered corticosteroids.

Ziele der vorliegenden Arbeit waren die Optimierung und Validierung einer HPLC/MS/MS Methode zur quantitativen Analyse von Betamethason und Triamcinolonacetonid aus Pferdeurin und –plasma, sowie die Ermittlung pharmakokinetischer Parameter anhand der Durchführung von Studien zur Pharmakokinetik nach intraartikulärer Gabe verschiedener Corticosteroide beim Pferd. Auf dem aktuellen Stand der Dopinganalytik sollte damit überprüft werden, ob sich Nachweiszeiten für die intraartikuläre Applikation von Glucocorticoiden voraussagen lassen. Die vorgestellte Analysemethode besteht aus einer nasschemischen Probenvorbereitung und anschließender Analyse mittels HPLC/MS/MS. Die Validierung wurde anhand der Parameter Selektivität, Linearität, Nachweisgrenze, Quantifizierungsgrenze, Präzision, Richtigkeit, Stabilität und Wiederfindung durchgeführt. Es wurde gezeigt, dass die Methode alle angesetzten Kriterien erfüllt und somit geeignet ist. Die Nachweisgrenzen liegen bei 0,004 ng/ml für Betamethason im Urin und Plasma. Triamcinolonacetonid kann bis zu einer Konzentration von 0,008 ng/ml im Plasma und 0,010 ng/ml im Urin zweifelsfrei nachgewiesen werden. In Versuchsreihen wurden Pferden Betamethason und Triamcinolonacetonid appliziert und anschließend Blut- und Urinproben gewonnen, die auf die applizierte Substanz untersucht wurden. In der ersten Versuchsreihe wurde das Ausscheidungsverhalten von Betamethason nach intravenöser Applikation untersucht. In den weiteren Versuchsreihen wurde die Pharmakokinetik von Betamethason und Triamcinolonacetonid nach intraartikulärer Applikation verschiedener Dosierungen bzw. Formulierungen untersucht. Zudem ist die Plasmacortisolkonzentration gemessen worden, um die Auswirkungen der Arzneimittelapplikationen auf den Cortisolspiegel zu untersuchen. Nach intravenöser Applikation von Betamethason in der Dosis von 0,04 mg/kg bei zwei Pferden wird die Nachweisgrenze im Plasma nach 168 Stunden und im Urin nach 228 Stunden unterschritten. Die Cortisolsuppression hält ca. 48 Stunden an. Nach intraartikulärer Applikation wurden deutliche Unterschiede im Ausscheidungsverhalten der Glucocorticoide nach Applikation von verschiedenen Formulierungen und Dosierungen der Stoffe festgestellt. Nach Applikation von Betamethason als wasserlösliches Phosphat bei sechs Pferden hatten alle Pferde nach 168 Stunden die Nachweisgrenze unterschritten. Im Gegensatz dazu zeigten sich nach intraartikulärer Applikation von Depotpräparaten mit Betamethasonacetat oder Triamcinolonacetonid markante interindividuelle Unterschiede bei der Ausscheidung der Arzneistoffe und in den ermittelten pharmakokinetischen Parametern. Die Ausscheidungszeit der gleichen Dosis Triamcinolonacetonid nach intraartikulärer Applikation lag bei verschiedenen Pferden zwischen fünf und 60 Tagen. Eine allgemein gültige Aussage zur voraussichtlichen Nachweisdauer einer intraartikulären Applikation von Glucocorticoiden als Depotpräparat kann anhand der vorliegenden Studie nicht formuliert werden. Auffällig war, dass bei einzelnen Pferden extrem lange Ausscheidungszeiten nach Gelenkinjektion beobachtet wurden. Nach allen intraartikulären Applikationen von Glucocorticoiden ist eine Cortisolsup-pression bis unter den Wert von 20 ng/ml feststellbar, was die systemische Wirkung lokal applizierter Glucocorticoide zeigt.

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Lövenich, Britta: Pharmakokinetik von Betamethason und Triamcinolonacetonid nach intraartikulärer Applikation hinsichtlich der Dopingrelevanz beim Pferd. Hannover 2012. Tierärztliche Hochschule.

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